心电信号处理器的fpga实现implementationofecgsignal.pdf

青年论文参赛论文 心电信号处理器的 FPGA 实现1 杨超然 潘少恒 韦孟宇 麦炳源 中国，澳门，澳门大学科技学院电机与电子工程系 摘要：本文介绍使用 FPGA 实现心电 （ECG ）信号处理，主要对心电信号进行中值滤波和 Quadratic Spline 小波变换，可成功地去除心电信号的基线漂移和将心电信号转换为不同尺度下的信号。经过转换的心电 信号能很好地反映心电信号中的特征值，以便后续的专家系统作为诊断的依据。本系统以 Xilinx 公司的 FPGA 芯片及其 System Generator 软件作为原型开发，并通过使用 MIT-BIH 心电数据库部分记录作仿真 测试，所得到的结果令人满意。 关键字：心电图，FPGA ，中值滤波器，Quadratic Spline 小波变换 1 Implementation of ECG Signal Processor in FPGA Ieong Chio In, Pun Sio Hang, Vai Mang I, Mak Peng Un Department of Electrical and Electronics Engineering, Faculty of Science and Technology University of Macau, Macau SAR., China Abstract: This paper proposes an FPGA (Field Programmable Gate Array) based ECG (Electrocardiogram) signal processor. The system employs median filter techniques and Quadratic Spline wavelet transforms in order to eliminate baseline wandering interference and decompose ECG into various scales. The obtained result can well represent the characteristic points of ECG and feed into subsequent Expert System for diagnosis. The prototype of this processor is implemented with the FPGA chipset and System Generator of Xilinx, Inc and satisfactory simulation result is obtained while tested with selected MIT-BIH database records. Keyword: ECG, FPGA, median filter, Quadratic Spline wavelet transform 1．引言 本文介绍一个基于 FPGA（Field Programmable Gate Array）的心电（ECG）信号处理器，通过对心 电信号进行中值滤波[5]和 5层 Quadratic Spline 小波变换[1-4,9-11]处理，能有效地去除心电信号的 基线漂移，并将心电信号转换为等价的 5层 Quadratic Spline 小波系数。转换出来的 Quadratic Spline 系数能够很好地反映心电信号不同波型的特征点，以便后续的专家系统作为诊断的依据，并可作为实时 心电自动诊断设备的组成部分，由于建立在 FPGA芯片上，它具有运行稳定、运行速度快等优点。 2 ．FPGA 简介 FPGA — 现场可编程门阵列，其特点是一片芯片内有数十至百万个逻辑门，并以程控母线互相连接， 通过不同的母线连接方式，在有足够的逻辑门及接口的情况下，相同的芯