MATLAB实现的心电信号分析与噪声处理系统

资 源 简 介

本项目基于MATLAB设计，模拟心电信号采集过程，合成标准ECG波形并添加多种噪声（工频干扰、肌电噪声、基线漂移）。系统提供IIR和FIR滤波器对含噪信号进行滤波，支持心电信号分析与处理的全流程实现。

详 情 说 明

基于MATLAB的心电信号采集、分析与含噪合成系统

项目介绍

本项目是一个基于MATLAB平台开发的心电信号处理系统，实现了从信号模拟生成、噪声合成添加、数字滤波处理到心电特征分析的完整流程。系统主要用于心电信号处理算法的研究、教学演示以及心电图分析技术的验证，为心电信号处理提供了一套完整的解决方案。

功能特性

核心功能模块

1. 心电信号模拟生成

- 生成标准ECG波形数据，可自定义心率范围、振幅和持续时间 - 模拟真实心电信号的P波、QRS波群、T波等特征波形

1. 噪声合成与添加

- 支持工频干扰（50/60Hz）、肌电噪声、基线漂移等多种噪声类型 - 可调节噪声参数和信噪比水平 - 提供时域和频域的噪声分析

1. 数字滤波器设计

- 集成IIR和FIR两类数字滤波器设计 - 支持低通、高通、带通、带阻等多种滤波类型 - 可视化展示滤波器频率响应特性

1. 心电信号特征分析

- R波自动检测与定位 - 心率计算与R-R间期分析 - ST段变化分析及异常波形识别

1. 可视化与数据导出

- 多信号对比显示（原始信号、含噪信号、滤波信号） - 性能指标量化评估（信噪比改善、均方误差等） - 支持处理结果的数据导出（.mat格式）

使用方法

基本操作流程

1. 信号生成：设置心电信号基本参数，生成模拟ECG信号
2. 噪声添加：选择噪声类型并设置参数，合成含噪心电信号
3. 滤波器设计：配置滤波器参数，设计并应用数字滤波器
4. 信号分析：执行特征提取，获取心率等关键指标
5. 结果查看：通过图形界面查看处理效果和性能指标

参数设置说明

• 心电信号参数：包括心率范围（通常60-100bpm）、信号振幅、采样频率和持续时间
• 噪声参数：可选择单一或混合噪声，设置信噪比和噪声特性频率
• 滤波器参数：根据需求选择滤波器类型（IIR/FIR）、确定截止频率和滤波器阶数

系统要求

软件环境

• MATLAB R2018a或更高版本
• 必需工具箱：Signal Processing Toolbox

硬件建议

• 内存：至少4GB RAM
• 处理器：Intel Core i3或同等性能以上
• 显示器分辨率：推荐1920×1080或更高，以确保最佳可视化效果

文件说明

本系统的主程序文件实现了系统的核心控制逻辑和用户交互界面，主要负责协调各功能模块的调用与数据传递。它整合了信号生成引擎、噪声合成器、滤波器设计工具以及特征分析算法的执行流程，同时构建了图形用户界面用于参数输入和结果展示，并处理数据的导入导出操作，确保整个处理流程的连贯性与完整性。