一种心电波形信号的波形识别方法、装置及设备

技术领域

本申请涉及数据处理领域，具体涉及一种心电波形信号的波形识别方法、装置及设备。

背景技术

心电波形信号是通过监测患者的心脏跳动过程，生成的表示患者心脏跳动情况的波形信号。基于心电波形信号，可以对患者的心血管的健康情况进行分析。

对心电波形信号的波形进行识别，可以确定心电波形信号中的特征点。目前，对于心电波形信号的波形识别结果不够准确，并且不能对心电波形信号中全部的波形进行识别，得到的识别结果不够完整。因此，如何实现对心电波形信号完整以及准确的波形识别是亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提供一种心电波形信号的波形识别方法、装置及设备，能够实现对心电波形信号中不同波形进行完整地识别，得到较为准确的心电波形信号的波形识别结果。

为解决上述问题，本申请实施例提供的技术方案如下：

一种心电波形信号的波形识别方法，所述方法包括：

获取包括多个完整心拍的心电波形信号；

从所述心电波形信号中识别出所述完整心拍的R点、Q点以及S点，并获取所述R点的时刻值、所述Q点的时刻值以及所述S点的时刻值；

根据所述R点的时刻值，计算相邻R点之间的第一时间间隔的平均值；

根据所述相邻R点之间的第一时间间隔的平均值，确定目标完整心拍的起始点时刻值以及所述目标完整心拍的结束点时刻值，所述目标完整心拍为所述完整心拍中的任一个；

从所述心电波形信号中截取所述目标完整心拍的起始点时刻值到所述目标完整心拍的Q点的时刻值之间的心电波形信号作为目标P波波形信号；

从所述心电波形信号中截取所述目标完整心拍的S点的时刻值到所述目标完整心拍的结束点时刻值之间的心电波形信号作为目标T波波形信号；

通过对所述目标P波波形信号进行求导，从所述目标P波波形信号中确定P点；

通过对所述目标T波波形信号进行求导，从所述目标T波波形信号中确定T点。

在一种可能的实现方式中，所述根据所述相邻R点之间的第一时间间隔的平均值，确定目标完整心拍的起始点时刻值以及所述目标完整心拍的结束点时刻值，包括：

将所述R点之间的第一时间间隔的平均值乘以第一比例值，得到第一时间间隔，将所述R点之间的第一时间间隔的平均值乘以第二比例值，得到第二时间间隔；

将目标完整心拍的R点的时刻值减去所述第一时间间隔，得到所述目标完整心拍的起始点时刻值，将所述目标完整心拍的R点的时刻值加上所述第二时间间隔，得到所述目标完整心拍的结束点时刻值。

在一种可能的实现方式中，所述通过对所述目标P波波形信号进行求导，从所述目标P波波形信号中确定P点，包括：

对所述目标P波波形信号进行求导，得到所述目标P波波形信号各个采样点的导数值；

从所述目标P波波形信号各个采样点的导数值中查找大于左右相邻采样点的导数值的第一导数值，将所述第一导数值组成第一导数值序列；

从所述目标P波波形信号各个采样点的导数值中查找小于左右相邻采样点的导数值的第二导数值，将所述第二导数值组成第二导数值序列；

获取所述第一导数值序列中各个第一导数值对应的采样点的时刻值以及所述第二导数值序列中各个第二导数值对应的采样点的时刻值；

从所述目标P波波形信号中截取时刻值相邻的第一导数值对应的采样点以及第二导数值对应的采样点之间的心电波形信号作为候选P点波形信号；

将所述候选P点波形信号中幅值绝对值最大的采样点确定为P点。

在一种可能的实现方式中，在将所述候选P点波形信号中幅值绝对值最大的采样点确定为P点之前，所述方法还包括：

计算目标候选P点波形信号的起始点以及所述目标候选P点波形信号的结束点之间的第二时间间隔，所述目标候选P点波形信号为所述候选P点波形信号中的任一个；

计算所述目标候选P点波形信号的起始点对应的导数值与所述目标候选P点波形信号的结束点对应的导数值的第一乘积；

如果所述第二时间间隔小于第一阈值或者所述第一乘积大于零，剔除所述目标候选P点波形信号。

在一种可能的实现方式中，所述通过对所述目标T波波形信号进行求导，从所述目标T波波形信号中确定T点，包括：

对所述目标T波波形信号进行求导，得到所述目标T波波形信号各个采样点的导数值；

从所述目标T波波形信号各个采样点的导数值中查找大于左右相邻采样点的导数值的第三导数值，将所述第三导数值组成第三导数值序列；

从所述目标T波波形信号各个采样点的导数值中查找小于左右相邻采样点的导数值的第四导数值，将所述第四导数值组成第四导数值序列；

获取所述第三导数值序列中各个第三导数值对应的采样点的时刻值以及所述第四导数值序列中各个第四导数值对应的采样点的时刻值；

从所述目标T波波形信号中截取时刻值相邻的第三导数值对应的采样点以及第四导数值对应的采样点之间的心电波形信号作为候选T点波形信号；

将所述候选T点波形信号中幅值绝对值最大的采样点确定为T点。

在一种可能的实现方式中，在将所述候选T点波形信号中幅值绝对值最大的采样点确定为T点之前，所述方法还包括：

计算目标候选T点波形信号的起始点以及所述目标候选T点波形信号的结束点之间的第三时间间隔，所述目标候选T点波形信号为所述候选T点波形信号中的任一个；

计算所述目标候选T点波形信号的起始点对应的导数值与所述目标候选T点波形信号的结束点对应的导数值的第二乘积；

如果所述第三时间间隔小于第二阈值或者所述第二乘积大于零，剔除所述目标候选T点波形信号。

在一种可能的实现方式中，在从所述心电波形信号中识别出所述完整心拍的R点、Q点以及S点之前，所述方法还包括：

对所述心电波形信号进行小波变换以及非线性滤波处理，重新得到心电波形信号。

一种心电波形信号的波形识别装置，所述装置包括：

获取单元，用于获取包括多个完整心拍的心电波形信号；

识别单元，用于从所述心电波形信号中识别出所述完整心拍的R点、Q点以及S点，并获取所述R点的时刻值、所述Q点的时刻值以及所述S点的时刻值；

第一计算单元，用于根据所述R点的时刻值，计算相邻R点之间的第一时间间隔的平均值；

第一确定单元，用于根据所述相邻R点之间的第一时间间隔的平均值，确定目标完整心拍的起始点时刻值以及所述目标完整心拍的结束点时刻值，所述目标完整心拍为所述完整心拍中的任一个；

第二确定单元，用于从所述心电波形信号中截取所述目标完整心拍的起始点时刻值到所述目标完整心拍的Q点的时刻值之间的心电波形信号作为目标P波波形信号；

第三确定单元，用于从所述心电波形信号中截取所述目标完整心拍的S点的时刻值到所述目标完整心拍的结束点时刻值之间的心电波形信号作为目标T波波形信号；

P点确定单元，用于通过对所述目标P波波形信号进行求导，从所述目标P波波形信号中确定P点；

T点确定单元，用于通过对所述目标T波波形信号进行求导，从所述目标T波波形信号中确定T点。

一种心电波形信号的波形识别设备，包括：存储器，处理器，及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现如上述的心电波形信号的波形识别方法。

一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当所述指令在终端设备上运行时，使得所述终端设备执行如上述的心电波形信号的波形识别方法。

由此可见，本申请实施例具有如下有益效果：

本申请实施例提供一种心电波形信号的波形识别方法、装置及设备，通过获取包括多个完整心拍的心电波形信号，先从心电波形信号中识别完整心拍的R点、Q点以及S点，以及各个点分别对应的时刻值；基于R点的时刻值，可以得到表示一个完整心拍对应的时间间隔，也就是相邻R点之间的第一时间间隔的平均值；进而可以确定任一个完整心拍的起始点时刻值和结束点时刻值；基于确定的起始点时刻值和Q点时刻值，可以得到目标P波波形信号；基于确定的S点时刻值和结束点时刻值，可以得到目标T波波形信号；再分别通过对目标P波波形信号和目标T波波形信号进行求导计算，可以确定P点和T点。其中，对心电波形信号的处理方式较为简单，可以快速地得到的心电波形信号的识别结果。并且，基于识别得到的R点、Q点以及S点，可以进一步确定P点和T点，实现对心电波形信号中五个特征点的识别，得到较为完整和准确的心电波形信号的识别结果。通过识别得到的完整并且准确的心电波形信号，可以便于医生根据心电波形信号进行疾病诊断。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种场景示例的示意图；

图2为本申请实施例提供的一种心电波形信号的波形识别方法的流程图；

图3为本申请实施例提供的包括两个完整心拍的心电波形信号的示意图；

图4为本申请实施例提供的一种心电波形信号的波形识别装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本申请实施例作进一步详细的说明。

为便于理解本申请提供的技术方案，下面将先对本申请涉及的背景技术进行说明。

在对传统的心电波形信号的识别方法进行研究后发现，心电波形信号中包括有五个特征点，分别为R点、Q点、S点、P点和T点。通过分析五个特征点之间的波形，可以实现基于心电波形信号对患者的健康情况进行分析。目前针对心电波形信号的分析中，大多是针对QRS波形的分析，缺少对P波和T波的分析，使得对心电波形信号的波形识别不够完整。此外，在针对心电波形信号的分析中，通常采用差分滤波、人工神经网络、差分法、模板匹配等方法。此类分析方法的准确率不高，并且分析过程复杂，对波形识别硬件设备的计算能力要求较高。

基于此，本申请实施例提供了一种心电波形信号的波形识别方法、装置及设备。为了便于理解本申请实施例提供的心电波形信号的波形识别方法，下面结合图1所示的场景示例进行说明。参见图1，该图为本申请实施例提供的示例性应用场景的框架示意图。该方法可以应用于终端设备101中。

在实际应用时，终端设备101可以获取包括多个完整心拍的心电波形信号，从获取的心电波形信号中设备得到完整心拍的R点、Q点和S点，以及R点、Q点和S点分别对应的时刻值，基于R点对应的时刻值，可以计算相邻R点之间的第一时间间隔的平均值。R点之间的第一时间间隔的平均值可以表示完整心拍的时间间隔，利用R点之间的第一时间间隔，可以确定目标完整心拍的起始点时刻值和结束点时刻值。基于起始点时刻值和Q点的时刻值，可以确定目标P波波形信号；基于S点时刻值和结束点时刻值，可以确定目标T波波形信号。其中，P点为目标P波波形信号中导数为0的某个点，T点为目标T波波形信号中导数为0的某个点。通过对目标P波波形信号和目标T波波形信号进行求导，可以计算得到P点和T点，实现对心电波形信号的完整、准确地识别。

本领域技术人员可以理解，图1所示的框架示意图仅是本申请的实施方式可以在其中得以实现的一个示例。本申请实施方式的适用范围不受到该框架任何方面的限制。

基于上述说明，下面将结合附图对本申请提供的心电波形信号的波形识别方法进行详细说明。

参见图2，该图为本申请实施例提供的一种心电波形信号的波形识别方法的流程图，如图2所示，所述方法可以包括S201-S208：

S201：获取包括多个完整心拍的心电波形信号。

心电波形信号是通过监测心脏跳动得到的包含心脏跳动相关信息的波形信号。

由于心脏是规律性地跳动，产生的心电波形信号是具有周期性的。获取包括多个完整心拍的心电波形信号，可以基于心电波形信号的周期性确定一个完整心拍，并进一步实现对完整心拍的心电波形信号的识别。

参见图3所示，该图为本申请实施例提供的包括两个完整心拍的心电波形信号的示意图。一个完整心拍的心电波形信号的起始点为SP，结束点为EP。正常的一个完整心拍的心电波形信号是由T波、QRS波群和P波组成的。其中，P波表示心脏的心房除极过程；PR间期是P波与PR段，表示心房除极开始到心室除极；QRS波群表示心室的除极过程；ST-T表示心室复极全过程；QT间期表示整个心室的活动过程。通过确定P点、Q点、R点、S点和T点，可以进一步确定一个完整心拍的心电波形信号中的各个阶段，从而实现对心电波形信号的分析。

S202：从心电波形信号中识别出完整心拍的R点、Q点以及S点，并获取R点的时刻值、Q点的时刻值以及S点的时刻值。

心电波形信号中完整心拍中的R点、Q点以及S点是心电波形信号中转折较为明显的点。对心电波形信号中完整心拍的R点、Q点和S点进行识别，得到完整心拍中包括的R点、Q点和S点。对于心电波形信号而言，横坐标表示时刻值。基于识别得到的R点、Q点和S点，可以获取对应的R点的时刻值、Q点的时刻值和S点的时刻值。

需要说明的是，本申请实施例不限定识别心电波形信号中完整心拍的R点、Q点和S点的具体方法。具体可以采用差分阈值法等方法对心电波形信号进行检测。

S203：根据R点的时刻值，计算相邻R点之间的第一时间间隔的平均值。

R点在心电波形信号中较为明显，通常是各个完整心拍的心电波形信号中幅值绝对值最大的点。基于心电波形信号的周期性，可以利用相邻R点之间的时间间隔确定一个完整心拍的心电波形信号的时间间隔。

根据确定的R点的时刻值，计算得到相邻R点之间的第一时间间隔的平均值。通过计算平均值可以得到较为准确的相邻R点之间的第一时间间隔，能够避免部分相邻R点之间的第一时间间隔所导致的误差。

S204：根据相邻R点之间的第一时间间隔的平均值，确定目标完整心拍的起始点时刻值以及目标完整心拍的结束点时刻值，目标完整心拍为完整心拍中的任一个。

相邻R点之间的第一时间间隔的平均值可以作为完整心拍的心电波形信号的时间间隔，利用相邻R点之间的第一时间间隔的平均值可以确定任一个完整心拍，也就是目标完整心拍的起始点时刻值以及结束点时刻值。基于目标完整心拍的起始点时刻值以及结束点时刻，可以确定目标完整心拍的范围。

在一种可能的实现方式中，本申请实施例提供一种根据相邻R点之间的第一时间间隔的平均值，确定目标完整心拍的起始点时刻值以及目标完整心拍的结束点时刻值的具体实现方式，具体请参见下文。

S205：从心电波形信号中截取目标完整心拍的起始点时刻值到目标完整心拍的Q点的时刻值之间的心电波形信号作为目标P波波形信号。

P波为完整心拍的第一个波段。将目标完整心拍的起始点到目标完整心拍的Q点之间的心电波形信号确定为目标P波波形信号。从心电波形信号中截取目标完整心拍的起始点时刻值到目标完整心拍的Q点的时刻值之间的心电波形信号，作为目标P波波形信号。

S206：从心电波形信号中截取目标完整心拍的S点的时刻值到目标完整心拍的结束点时刻值之间的心电波形信号作为目标T波波形信号。

T波为完整心拍的最后一个波段。将目标完整心拍的S点到目标完整心拍的结束点之间的心电波形信号确定为目标T波波形信号。从心电波形信号中截取目标完整心拍的S点的时刻值到目标完整心拍的结束点时刻值之间的心电波形信号，作为目标T波波形信号。

S207：通过对目标P波波形信号进行求导，从目标P波波形信号中确定P点。

P点是目标P波波形信号中导数为0的某个点。对目标P波波形信号进行求导，利用求导得到的导数，可以确定目标P波波形信号中的P点。

在一种可能的实现方式中，本申请实施例提供一种通过对目标P波波形信号进行求导，从目标P波波形信号中确定P点的具体实施方式，具体请参见下文。

S208：通过对目标T波波形信号进行求导，从目标T波波形信号中确定T点。

类似的，T点也为目标T波波形信号中导数为0的某个点。对目标T波波形信号进行求导，利用求导得到的导数，可以确定目标T波波形信号中的T点。

在一种可能的实现方式中，本申请实施例提供一种通过对目标T波波形信号进行求导，从目标T波波形信号中确定T点的具体实施方式，具体请参见下文。

基于上述S201-S208的相关内容可知，通过先确定完整心拍中较为明显的R点、Q点和S点，可以基于较为准确的R点，进而根据相邻R点之间的第一时间间隔的平均值，确定准确的目标完整心拍的起始点时刻值和结束点时刻值。基于起始点时刻值、Q点的时刻值、结束点时刻值和S点的时刻值，可以对目标完整心拍进行划分，得到P波和T波，实现对于完整心拍中全部波形的较为完整的分析。再根据得到的P波和T波，通过计算导数确定P点和T点，能够通过简单的计算准确地确定P点和T点，降低对硬件的运算能力的要求。基于对完整心拍的心电波形信号识别得到的结果，有助于医生诊断患者的症状。

一个完整心拍中的R点在完整心拍中的位置较为固定，基于确定的相邻R点之间的第一时间间隔的平均值和R点的时刻值，可以确定完整心拍的起始点时刻值和结束点时刻值。

对应的，本申请实施例提供一种根据相邻R点之间的第一时间间隔的平均值，确定目标完整心拍的起始点时刻值以及目标完整心拍的结束点时刻值的具体实施方式，具体包括以下两个步骤：

A1：将R点之间的第一时间间隔的平均值乘以第一比例值，得到第一时间间隔，将R点之间的第一时间间隔的平均值乘以第二比例值，得到第二时间间隔。

参见图3所示，基于R点在目标完整心拍中的位置，可以利用R点的时刻值，将完整心拍划分为两个阶段，分别为起始点时刻值到R点的时刻值的时间间隔和R点的时刻值到结束点时刻值的时间间隔。对应的，第一比例值可以为起始点时刻值到R点的时刻值的时间间隔占目标完整心拍的时间间隔的比例值，第二比例值可以为R点的时刻值到结束点时刻值的时间间隔占目标完整心拍的时间间隔的比例值。

第一比例值和第二比例值可以根据完整心拍的相关数据预先设置。例如，可以将第一比例值设置为0.4，第二比例值设置为0.6。

将R点之间的第一时间间隔的平均值乘以第一比例值，得到第一时间间隔；将R点之间的第一时间间隔的平均值乘以第二比例值，得到第二时间间隔。第一时间间隔和第二时间间隔是基于R点对目标完整心拍进行划分后得到的两个时间间隔。

A2：将目标完整心拍的R点的时刻值减去第一时间间隔，得到目标完整心拍的起始点时刻值，将目标完整心拍的R点的时刻值加上第二时间间隔，得到目标完整心拍的结束点时刻值。

利用目标完整心拍的R点的时刻值和第一时间间隔，可以计算得到目标完整心拍的起始点时刻值。将目标完整心拍的R点的时刻值减去第一时间间隔，可以得到目标完整心拍的起始点时刻值。

利用目标完整心拍的R点的时刻值和第二时间间隔，可以计算得到目标完整心拍的结束点时刻值。将目标完整心拍的R点的时刻值加上第二时间间隔，可以得到目标完整心拍的结束点时刻值。

在本申请实施例中，根据R点的时刻值、R点之间的第一时间间隔的平均值、第一比例值和第二比例值，可以确定完整心拍的起始点时刻值和结束点时刻值。由于R点在心电波形信号中较为明显，确定的R点的时刻值较为准确，进而可以基于R点的时刻值，可以得到准确的完整心拍的起始点时刻值和结束点时刻值，实现准确地对完整心拍进行划分，便于后续对完整心拍进行准确地分析。

在心电波形信号的P波中，可能存在着多个波峰，为了准确地确定P点，可以对目标P波波形信号进行求导，先确定候选P点波形信号，再基于候选P点波形信号确定P点。

本申请实施例提供一种通过对目标P波波形信号进行求导，从目标P波波形信号中确定P点的具体实施方式，具体包括以下六个步骤：

B1：对目标P波波形信号进行求导，得到目标P波波形信号各个采样点的导数值。

为了确定目标P波波形信号中针对各个采样点的波形变化情况，对目标P波波形信号进行求导，得到各个采样点的导数值。

B2：从目标P波波形信号各个采样点的导数值中查找大于左右相邻采样点的导数值的第一导数值，将第一导数值组成第一导数值序列。

大于左右相邻的采样点的导数值表示该采样点的斜率大于左右相邻的采样点的斜率，表示该采样点的波形变化较为明显。可以将该采样点的导数值作为第一导数值，并组成第一导数值序列。得到的第一导数值序列可以表示为{Y’

例如，如果目标P波波形信号中各个采样点的导数值分别为1、2、1、3、0、2、3、-1、-2，则可以将2、3和3作为第一导数值，组成第一导数值序列{2，3，3}。需要说明的是，由于第一个采样点和最后一个采样点的导数值只有一个相邻的采样点，可以不将第一个采样点和最后一个采样点与相邻的采样点进行比较。

B3：从目标P波波形信号各个采样点的导数值中查找小于左右相邻采样点的导数值的第二导数值，将第二导数值组成第二导数值序列。

小于左右相邻的采样点的导数值表示该采样点的斜率小于左右相邻的采样点的斜率，表示该采样点的波形变化较为明显。可以将该采样点的导数值作为第二导数值，并组成第二导数值序列。得到的第二导数值序列可以表示为{Y’

以上述目标P波波形信号中各个采样点的导数值分别为1、2、1、3、0、2、3、-1、-2为例，可以将1和0作为第二导数值，组成第二导数值序列{1,0}。需要说明的是，由于第一个采样点和最后一个采样点的导数值只有一个相邻的采样点，可以不将第一个采样点和最后一个采样点与相邻的采样点进行比较。B4：获取第一导数值序列中各个第一导数值对应的采样点的时刻值以及第二导数值序列中各个第二导数值对应的采样点的时刻值。

针对第一导数值序列中的各个第一导数值对应的采样点，获取第一导数值对应的采样点的时刻值。针对第二导数值序列中的各个第二导数值对应的采样点，获取第二导数值对应的采样点的时刻值。

B5：从目标P波波形信号中截取时刻值相邻的第一导数值对应的采样点以及第二导数值对应的采样点之间的心电波形信号作为候选P点波形信号。

为了确定目标P波波形信号中的P点所在的波形信号，先确定P点所在的波形信号，也就是候选P点波形信号。由于P点是P波中导数为0的某个点，候选P点波形信号中包括波峰。

第一导数值对应的采样点与第二导数值对应的采样点如果是时刻值相邻的采样点，则第一导数值对应的采样点与第二导数值对应的采样点之间的心电波形信号包括有波形起伏的部分，可能包括有波峰的部分。将两个采样点之间的心电波形信号作为候选P点波形信号。例如，可以表示为{(X

B6：将候选P点波形信号中幅值绝对值最大的采样点确定为P点。

从确定的候选P点波形信号中，将幅值绝对值最大的采样点确定为P点。

基于上述内容可知，先通过导数值确定候选P点波形信号，再从候选P点波形信号中确定幅值绝对值最大的采样点作为P点，可以通过确定候选P点波形信号提高确定的P点的准确性，使得得到的对心电波形信号的波形识别结果更为准确。

在一些可能的情况中，获取的心电波形信号中噪声的干扰较大，会对确定幅值绝对值最大的采样点造成影响，导致确定的P点不够准确。

进一步的，本申请实施例提供另一种心电波形信号的波形识别方法，在将候选P点波形信号中幅值绝对值最大的采样点确定为P点之前，所述方法还包括以下三个步骤：

C1：计算目标候选P点波形信号的起始点以及目标候选P点波形信号的结束点之间的第二时间间隔，目标候选P点波形信号为候选P点波形信号中的任一个。

噪声所导致的波形起伏所占的时间间隔较短。基于此，可以计算目标候选P点波形信号时间间隔，实现对目标候选P点波形信号是否是噪声信号进行判断。

根据目标候选P点波形信号的起始点和结束点，计算起始点和结束点之间的第二时间间隔，也就是目标候选P点波形信号的时间间隔。目标候选P点波形信号为得到的候选P点波形信号中的任一个波形信号。第二时间间隔可以通过下式表示：

Δt

其中，i表示目标候选P点波形信号的个数，i的取值为小于或者等于x的正整数。

C2：计算目标候选P点波形信号的起始点对应的导数值与目标候选P点波形信号的结束点对应的导数值的第一乘积。

部分目标候选P点波形信号可能为较为平缓的过渡波段，并不包含波峰波段，需要进一步对目标候选P点波形信号进行筛选。

通过计算目标候选P点波形信号起始点和结束点对应的导数值，可以对目标候选P点波形信号的波形变化进行判断。计算目标候选P点波形信号的起始点对应的导数值与目标候选P点波形信号的结束点对应的导数值的第一乘积。第一乘积可以由下式表示：

ε

C3：如果第二时间间隔小于第一阈值或者第一乘积大于零，剔除目标候选P点波形信号。

第一阈值为噪声导致的波形的时间间隔。第一阈值可以根据噪声干扰的波形的时间间隔的平均值得到。

如果第二时间间隔小于第一阈值，可以说明目标候选P点波形信号的时间间隔较短，可能是由于噪声导致的抖动，并非是正常的波峰波段。

第一乘积大于零，则说明目标候选P点波形信号中并未出现波峰。在当目标候选P点波形信号满足第二时间间隔小于第一阈值或者第一乘积大于零时，目标候选P点波形信号不能满足确定P点的条件，进行剔除。

具体的，可以通过公式(3)和公式(4)对目标候选P点波形信号进行判断：

ε

其中，F表示心电波形的采样频率，例如具体取值可以为1000赫兹。

基于上述内容可知，通过对目标候选P点波形信号的第二时间间隔以及第一乘积进行判断，可以确定目标候选P点波形信号中是否具有波峰波段，并对不符合要求的目标候选P点波形信号进行剔除。从而得到更为准确的目标候选P点波形信号，进而得到准确的P点。

对应的，在心电波形信号的T波中，也可能存在多个波峰。为了准确地确定T点，同样可以先对目标T波波形信号进行求导，确定候选T点波形信号，再基于确定的T点波形信号确定T点。

本申请实施例提供一种通过对目标T波波形信号进行求导，从目标T波波形信号中确定T点，包括：

D1：对目标T波波形信号进行求导，得到目标T波波形信号各个采样点的导数值。

为了确定目标T波波形信号中针对各个采样点的波形变化情况，对目标T波波形信号进行求导，得到各个采样点的导数值。

D2：从目标T波波形信号各个采样点的导数值中查找大于左右相邻采样点的导数值的第三导数值，将第三导数值组成第三导数值序列。

大于左右相邻的采样点的导数值表示该采样点的斜率大于左右相邻的采样点的斜率，表示该采样点的波形变化较为明显。可以将该采样点的导数值作为第三导数值，并组成第三导数值序列。得到的第三导数值序列可以表示为{Y’

例如，如果目标T波波形信号中各个采样点的导数值分别为1、2、1、3、0、2、3、-1、-2，则可以将2、3和3作为第三导数值，组成第三导数值序列{2，3，3}。需要说明的是，由于第一个采样点和最后一个采样点的导数值只有一个相邻的采样点，可以不将第一个采样点和最后一个采样点与相邻的采样点进行比较。

D3：从目标T波波形信号各个采样点的导数值中查找小于左右相邻采样点的导数值的第四导数值，将第四导数值组成第四导数值序列。

小于左右相邻的采样点的导数值表示该采样点的斜率小于左右相邻的采样点的斜率，表示该采样点的波形变化较为明显。可以将该采样点的导数值作为第四导数值，并组成第四导数值序列。得到的第四导数值序列可以表示为{Y’

以上述目标T波波形信号中各个采样点的导数值分别为1、2、1、3、0、2、3、-1、-2为例，可以将1和0作为第四导数值，组成第四导数值序列{1,0}。需要说明的是，由于第一个采样点和最后一个采样点的导数值只有一个相邻的采样点，可以不将第一个采样点和最后一个采样点与相邻的采样点进行比较。

D4：获取第三导数值序列中各个第三导数值对应的采样点的时刻值以及第四导数值序列中各个第四导数值对应的采样点的时刻值。

针对第三导数值序列中的各个第三导数值对应的采样点，获取第三导数值对应的采样点的时刻值。针对第四导数值序列中的各个第四导数值对应的采样点，获取第四导数值对应的采样点的时刻值。

D5：从目标T波波形信号中截取时刻值相邻的第三导数值对应的采样点以及第四导数值对应的采样点之间的心电波形信号作为候选T点波形信号。

为了确定目标T波波形信号中的T点所在的波形信号，先确定T点所在的波形信号，也就是候选T点波形信号。由于T点是T波中导数为0的某个点，候选T点波形信号中包括波峰。

第三导数值对应的采样点与第四导数值对应的采样点如果是时刻值相邻的采样点，则第三导数值对应的采样点与第四导数值对应的采样点之间的心电波形信号包括有波形起伏的部分，可能包括有波峰的部分。将两个采样点之间的心电波形信号作为候选T点波形信号。例如，可以表示为{(X

D6：将候选T点波形信号中幅值绝对值最大的采样点确定为T点。

从确定的候选T点波形信号中，将幅值绝对值最大的采样点确定为T点。

基于上述内容可知，先通过导数值确定候选T点波形信号，再从候选T点波形信号中确定幅值绝对值最大的采样点作为T点，可以通过确定候选T点波形信号提高确定的T点的准确性，使得得到的对心电波形信号的波形识别结果更为准确。

在一些可能的情况中，获取的心电波形信号中噪声的干扰较大，会对确定幅值绝对值最大的采样点造成影响，导致确定的T点不够准确。

进一步的，本申请实施例提供另一种心电波形信号的波形识别方法，在将候选T点波形信号中幅值绝对值最大的采样点确定为T点之前，所述方法还包括以下三个步骤：

E1：计算目标候选T点波形信号的起始点以及目标候选T点波形信号的结束点之间的第三时间间隔，目标候选T点波形信号为候选T点波形信号中的任一个。

噪声所导致的波形起伏所占的时间间隔较短。基于此，可以计算目标候选T点波形信号时间间隔，实现对目标候选T点波形信号是否是噪声信号进行判断。

根据目标候选T点波形信号的起始点和结束点，计算起始点和结束点之间的第三时间间隔，也就是目标候选T点波形信号的时间间隔。目标候选T点波形信号为得到的候选T点波形信号中的任一个波形信号。第三时间间隔可以通过下式表示：

Δt

其中，j表示目标候选T点波形信号的个数，j的取值为小于或者等于y的正整数。

E2：计算目标候选T点波形信号的起始点对应的导数值与目标候选T点波形信号的结束点对应的导数值的第二乘积。

部分目标候选T点波形信号可能为较为平缓的过渡波段，并不包含波峰波段，需要进一步对目标候选T点波形信号进行筛选。

通过计算目标候选T点波形信号起始点和结束点对应的导数值，可以对目标候选T点波形信号的波形变化进行判断。计算目标候选T点波形信号的起始点对应的导数值与目标候选T点波形信号的结束点对应的导数值的第二乘积。第二乘积可以由下式表示：

ε

E3：如果第三时间间隔小于第二阈值或者第二乘积大于零，剔除目标候选T点波形信号。

第二阈值为噪声导致的波形的时间间隔。第二阈值可以根据噪声干扰的波形的时间间隔的平均值得到。

如果第三时间间隔小于第二阈值，可以说明目标候选T点波形信号的时间间隔较短，可能是由于噪声导致的抖动。

第二乘积大于零，则说明目标候选T点波形信号中并未出现波峰。在当目标候选T点波形信号满足第三时间间隔小于第二阈值或者第二乘积大于零时，目标候选T点波形信号不能满足确定T点的条件，进行剔除。

具体的，可以通过公式(7)和公式(8)对目标候选T点波形信号进行判断：

ε

其中，F表示心电波形的采样频率，例如具体取值可以为1000赫兹。

基于上述内容可知，通过对目标候选T点波形信号的第三时间间隔以及第二乘积进行判断，可以确定目标候选T点波形信号中是否具有波峰波段，并对不符合要求的目标候选T点波形信号进行剔除。从而得到更为准确的目标候选T点波形信号，进而得到准确的T点。

检测得到的心电波形信号中可能包含较多的噪声，心电波形信号的特征也并不明显，在对心电波形信号进行完整心拍的R点、Q点以及S点之前，还可以对心电波形信号进行预处理。

本申请实施例提供另一种心电波形信号的波形识别方法，在从心电波形信号中识别出完整心拍的R点、Q点以及S点之前，所述方法还包括：

对心电波形信号进行小波变换以及非线性滤波处理，重新得到心电波形信号。

为了减少心电波形信号中噪声的影响，可以先对心电波形信号进行小波变换，对心电波形信号进行降噪处理。再对心电波形信号进行非线性滤波处理，使得心电波形信号中的P波、QRS波群和T波的特征增强。

基于上述内容可知，通过小波变换和非线性滤波处理后得到的心电波形信号更为准确，便于实现对心电波形信号的处理，得到更为准确地识别结果。

基于上述方法实施例提供的心电波形信号的波形识别方法，本申请实施例还提供了一种心电波形信号的波形识别装置，下面将结合附图对该心电波形信号的波形识别装置进行说明。

参见图4，该图为本申请实施例提供的一种心电波形信号的波形识别装置的结构示意图。如图4所示，该心电波形信号的波形识别装置包括：

获取单元401，用于获取包括多个完整心拍的心电波形信号；

识别单元402，用于从所述心电波形信号中识别出所述完整心拍的R点、Q点以及S点，并获取所述R点的时刻值、所述Q点的时刻值以及所述S点的时刻值；

第一计算单元403，用于根据所述R点的时刻值，计算相邻R点之间的第一时间间隔的平均值；

第一确定单元404，用于根据所述相邻R点之间的第一时间间隔的平均值，确定目标完整心拍的起始点时刻值以及所述目标完整心拍的结束点时刻值，所述目标完整心拍为所述完整心拍中的任一个；

第二确定单元405，用于从所述心电波形信号中截取所述目标完整心拍的起始点时刻值到所述目标完整心拍的Q点的时刻值之间的心电波形信号作为目标P波波形信号；

第三确定单元406，用于从所述心电波形信号中截取所述目标完整心拍的S点的时刻值到所述目标完整心拍的结束点时刻值之间的心电波形信号作为目标T波波形信号；

P点确定单元407，用于通过对所述目标P波波形信号进行求导，从所述目标P波波形信号中确定P点；

T点确定单元408，用于通过对所述目标T波波形信号进行求导，从所述目标T波波形信号中确定T点。

在一种可能的实现方式中，所述第一确定单元404，包括：

第一确定子单元，用于将所述R点之间的第一时间间隔的平均值乘以第一比例值，得到第一时间间隔，将所述R点之间的第一时间间隔的平均值乘以第二比例值，得到第二时间间隔；

第二确定子单元，用于将目标完整心拍的R点的时刻值减去所述第一时间间隔，得到所述目标完整心拍的起始点时刻值，将所述目标完整心拍的R点的时刻值加上所述第二时间间隔，得到所述目标完整心拍的结束点时刻值。

在一种可能的实现方式中，所述P点确定单元407，包括：

第一求导子单元，用于对所述目标P波波形信号进行求导，得到所述目标P波波形信号各个采样点的导数值；

第一查找子单元，用于从所述目标P波波形信号各个采样点的导数值中查找大于左右相邻采样点的导数值的第一导数值，将所述第一导数值组成第一导数值序列；

第二查找子单元，用于从所述目标P波波形信号各个采样点的导数值中查找小于左右相邻采样点的导数值的第二导数值，将所述第二导数值组成第二导数值序列；

第一获取子单元，用于获取所述第一导数值序列中各个第一导数值对应的采样点的时刻值以及所述第二导数值序列中各个第二导数值对应的采样点的时刻值；

第三确定子单元，用于从所述目标P波波形信号中截取时刻值相邻的第一导数值对应的采样点以及第二导数值对应的采样点之间的心电波形信号作为候选P点波形信号；

P点确定子单元，用于将所述候选P点波形信号中幅值绝对值最大的采样点确定为P点。

在一种可能的实现方式中，所述装置还包括：

第二计算单元，用于计算目标候选P点波形信号的起始点以及所述目标候选P点波形信号的结束点之间的第二时间间隔，所述目标候选P点波形信号为所述候选P点波形信号中的任一个；

第三计算单元，用于计算所述目标候选P点波形信号的起始点对应的导数值与所述目标候选P点波形信号的结束点对应的导数值的第一乘积；

第一剔除单元，用于如果所述第二时间间隔小于第一阈值或者所述第一乘积大于零，剔除所述目标候选P点波形信号。

在一种可能的实现方式中，所述T点确定单元408，包括：

第二求导子单元，用于对所述目标T波波形信号进行求导，得到所述目标T波波形信号各个采样点的导数值；

第三查找子单元，用于从所述目标T波波形信号各个采样点的导数值中查找大于左右相邻采样点的导数值的第三导数值，将所述第三导数值组成第三导数值序列；

第四查找子单元，用于从所述目标T波波形信号各个采样点的导数值中查找小于左右相邻采样点的导数值的第四导数值，将所述第四导数值组成第四导数值序列；

第二获取子单元，用于获取所述第三导数值序列中各个第三导数值对应的采样点的时刻值以及所述第四导数值序列中各个第四导数值对应的采样点的时刻值；

第四确定子单元，用于从所述目标T波波形信号中截取时刻值相邻的第三导数值对应的采样点以及第四导数值对应的采样点之间的心电波形信号作为候选T点波形信号；

T点确定子单元，用于将所述候选T点波形信号中幅值绝对值最大的采样点确定为T点。

在一种可能的实现方式中，所述装置还包括：

第四计算单元，用于计算目标候选T点波形信号的起始点以及所述目标候选T点波形信号的结束点之间的第三时间间隔，所述目标候选T点波形信号为所述候选T点波形信号中的任一个；

第五计算单元，用于计算所述目标候选T点波形信号的起始点对应的导数值与所述目标候选T点波形信号的结束点对应的导数值的第二乘积；

第二剔除单元，用于如果所述第三时间间隔小于第二阈值或者所述第二乘积大于零，剔除所述目标候选T点波形信号。

在一种可能的实现方式中，所述装置还包括：

滤波单元，用于对所述心电波形信号进行小波变换以及非线性滤波处理，重新得到心电波形信号。

另外，本申请实施例还提供了一种心电波形信号的波形识别设备，包括：存储器，处理器，及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现如上述任一项实施例所述的心电波形信号的波形识别方法。

另外，本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当所述指令在终端设备上运行时，使得所述终端设备执行如上述任一项实施例所述的心电波形信号的波形识别方法。

本申请实施例提供一种心电波形信号的波形识别装置及设备，通过获取包括多个完整心拍的心电波形信号，先从心电波形信号中识别完整心拍的R点、Q点以及S点，以及各个点分别对应的时刻值；基于R点的时刻值，可以得到表示一个完整心拍对应的时间间隔，也就是相邻R点之间的第一时间间隔的平均值；进而可以确定任一个完整心拍的起始点时刻值和结束点时刻值；基于确定的起始点时刻值和Q点时刻值，可以得到目标P波波形信号；基于确定的S点时刻值和结束点时刻值，可以得到目标T波波形信号；再分别通过对目标P波波形信号和目标T波波形信号进行求导计算，可以确定P点和T点。其中，对心电波形信号的处理方式较为简单，可以快速地得到的心电波形信号的识别结果。并且，基于识别得到的R点、Q点以及S点，可以进一步确定P点和T点，实现对心电波形信号中五个特征点的识别，得到较为完整和准确的心电波形信号的识别结果。通过识别得到的完整并且准确的心电波形信号，可以便于医生根据心电波形信号进行疾病诊断。

需要说明的是，本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统或装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

应当理解，在本申请中，“至少一个(项)”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，用于描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“P和/或B”可以表示：只存在P，只存在B以及同时存在P和B三种情况，其中P，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，P，b或c中的至少一项(个)，可以表示：P，b，c，“P和b”，“P和c”，“b和c”，或“P和b和c”，其中P，b，c可以是单个，也可以是多个。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RPM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。