MATLAB实现的多级心电信号预处理滤波系统

资 源 简 介

该项目利用MATLAB构建一个多级滤波系统，通过高通、低通和带阻滤波器组合，有效去除心电信号的基线漂移、高频噪声和工频干扰，显著提升信号质量，便于后续医学诊断与分析。

详 情 说 明

基于多级滤波的心电信号预处理系统

项目介绍

本项目实现了一套专门用于心电信号降噪与预处理的系统。通过对原始心电信号进行高通、低通及带阻滤波器的组合处理，有效消除基线漂移、高频噪声和工频干扰，显著提升信号质量，为后续的心律分析、特征提取和病理诊断提供高质量的输入数据。

功能特性

• 多级滤波设计：采用三级滤波器串联架构，分别针对不同频段的噪声进行抑制
• 全面噪声消除：

- 高通滤波：消除基线漂移（通常＜0.5Hz） - 低通滤波：抑制高频噪声（通常＞100Hz） - 带阻滤波：去除工频干扰（50Hz/60Hz及其谐波）

• 时频联合分析：提供时域波形和频域频谱的对比可视化
• 多格式支持：支持.mat、.txt、.csv等多种数据格式输入输出
• 质量评估报告：自动生成各频段噪声抑制效果的统计报告

使用方法

基本操作流程

1. 准备输入数据：确保心电信号文件包含时间序列和电压值两列数据，并标注正确的采样率
2. 配置滤波参数：根据实际需求调整各滤波器的截止频率参数
3. 执行滤波处理：运行主程序完成信号预处理
4. 查看结果：获取滤波后的数据文件、对比图和统计报告

参数设置示例

% 设置采样率（根据实际数据调整） fs = 500; % 采样频率500Hz

% 滤波器参数配置 highpass_cutoff = 0.5; % 高通截止频率0.5Hz lowpass_cutoff = 100; % 低通截止频率100Hz notch_freq = 50; % 带阻中心频率50Hz

系统要求

• 操作系统：Windows/Linux/macOS
• 软件环境：MATLAB R2018a或更高版本
• 必要工具箱：Signal Processing Toolbox
• 内存建议：至少4GB RAM（处理长时程信号建议8GB以上）

文件说明

主程序文件实现了系统的核心处理流程，包括心电信号的加载与解析、多级数字滤波器的设计与应用、时频域分析与可视化结果的生成，以及预处理后数据的保存与质量评估报告的输出。该文件整合了信号读取、滤波处理、质量评价和结果导出的完整功能链，确保用户能够通过单一入口完成整个心电信号预处理任务。