İki Boyutlu Difüzyon Filtreleme ve Stockwell Dönüşümü Kullanılarak Elektrokardiyogram İşaretlerinin İyileştirilmesi

HANBAY, Kazım

İki Boyutlu Difüzyon Filtreleme ve Stockwell Dönüşümü Kullanılarak Elektrokardiyogram İşaretlerinin İyileştirilmesi

Kazım HANBAY (Bingöl Üniversitesi, Mühendislik ve Mimarlık Fakültesi, Bilgisayar Mühendisliği Bölümü, Bingöl, Türkiye)

Fırat Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi

3 1

Yıl: 2019 Cilt: 31 Sayı: 1 Sayfa Aralığı: 39 - 46 Metin Dili: Türkçe İndeks Tarihi: 25-01-2021

İki Boyutlu Difüzyon Filtreleme ve Stockwell Dönüşümü Kullanılarak Elektrokardiyogram İşaretlerinin İyileştirilmesi

Öz:

Elektrokardiyogram (EKG) kalp rahatsızlıkları için önemli bir teşhis aracı olarak kullanılmaktadır. Temizlenmiş birEKG işareti kalp rahatsızlıklarının türü hakkında elektriksel bilgi içerir. Bu çalışmada, Stockwell dönüşümü ve iki boyutlueşyönsüz lineer olmayan difüzyon metotları kullanılarak yeni hibrit bir EKG gürültü giderme metodu önerilmiştir. Önerilenmetot MIT-BIH aritmi veri tabanının altı EKG işaretine kas kasılmaları (MA) ve elektrot hareket (EM) gürültüleri eklenerektest edilmiştir. Deneysel çalışmalarda, önerilen metot geleneksel S-dönüşümü ve WT- alt bant metotları ile karşılaştırılmıştır.Deneysel sonuçlar önerilen hibrit modelin daha iyi Sinyal Gürültü Oranı (SGO) ve daha düşük Ortalama Karesel HatanınKarekökü (OKHK) değerlerine sahip olduğunu göstermiştir.

Anahtar Kelime:

Enhancement of Electrocardiogram Signals using Stockwell Transform and Two Dimensional Diffusion Filtering

Öz:

Electrocardiogram (ECG) is used as a important diagnostic tool for heart diseases. A cleaned ECG signal consists of electrical information about the kind of the heart diseases. In this paper, a new hybrid ECG signal denoising method is proposed using Stockwell transform (S-transform) and two-dimensional anisotropic diffusion methods. The proposed method is tested on six ECG signals of MIT-BIH arrhythmia database, by adding muscle artifacts (MA) and electrode motion (EM) noises. In the experimental works, the proposed method is compared with the WT-subband and conventional S-transform methods. The experimental results show that the proposed hybrid model has the better signal to noise ratio (SNR) and lower root mean square error (RMSE) values.

Anahtar Kelime:

Belge Türü: Makale Makale Türü: Araştırma Makalesi Erişim Türü: Erişime Açık

[1] Barros AK, Mansour A, Ohnishi, N. Removing artifacts from electrocardiographic signals using independent components analysis. Neurocomputing 1998; 22(1–3): 173-186.
[2] Wang F, Ji Z. Application of the dual-tree complex wavelet transform in biomedical signal denoising. Bio-Med. Mater. Eng. 2014; 24(1): 109-115.
[3] El B’charri, O, Latif R, Elmansouri K, Abenaou A, Jenkal W. ECG signal performance de-noising assessment based on threshold tuning of dual-tree wavelet transform. Biomed. Eng. Online 2017; 16(26): 1-26.
[4] Poornachandra S. Wavelet-based denoising using subband dependent threshold for ECG signals. Digital Signal Process. 2008; 18(1): 49–55.
[5] Ho CYF, Ling BWK, Wong TPL, Chan AYP, Tam PKS. Fuzzy multiwavelet denoising on ECG signal. Electron. Lett. 2003; 39(16): 1163-1164.
[6] Thakor NV, Zhu YS. Applications of adaptive filtering to ECG analysis: noise cancellation and arrhythmia detection. IEEE Trans. Biomed. Eng. 1991; 38(8): 785-794.
[7] Tayel MB, Eltrass AS, Ammar AI. A new multi-stage combined kernel filtering approach for ECG noise removal. J. Electrocardiol. 2017; 51(2): 265-275.
[8] Xiong P, Wang H, Liu M, Zhou S, Hou Z, Liu X. ECG signal enhancement based on improved denoising auto-encoder. Eng. App. Artif. Intell. 2016; 52: 194-202.
[9] Erçelebi E. Electrocardiogram signals de-noising using lifting-based discrete wavelet transform. Comput. Biol. Med. 2004; 34(6): 479-493.
[10] Smital L, Vítek M, Kozumplík J, Provazník I. Adaptive wavelet wiener filtering of ECG Signals. IEEE Trans. Biomed. Eng. 2013; 60(2): 437–445.
[11] Ari S, Das MK, Chacko A. ECG signal enhancement using S-Transform. Comput. Biol. Med. 2013; 43(6): 649–660.
[12] Das MK, Ari S. Analysis of ECG signal denoising method based on S-transform. IRBM 2013; 34(6): 362–370.
[13] Rodrigues R,Couto P. A. Neural Network Approach to ECG Denoising. Cs.CE 2012; 1–15. Retrieved from http://arxiv.org/abs/1212.5217.
[14] Stockwell RG. A basis for efficient representation of the S-transform. Digital Signal Process. 2007;17(1): 371–393.
[15] Perona P, Malik J. Scale-space and edge detection using anisotropic diffusion. IEEE Trans. Pattern Anal. Mach. Intell. 1990; 12(7): 629–639.
[16] MIT-BIH Arrhythmia Database. [Online]. Available: https://www.physionet.org/physiobank/database/mitdb/.
[17] PhysioBank ATM. [Online]. Available: https://www.physionet.org/cgi-bin/atm/ATM.

APA	HANBAY K (2019). İki Boyutlu Difüzyon Filtreleme ve Stockwell Dönüşümü Kullanılarak Elektrokardiyogram İşaretlerinin İyileştirilmesi. , 39 - 46.
Chicago	HANBAY Kazım İki Boyutlu Difüzyon Filtreleme ve Stockwell Dönüşümü Kullanılarak Elektrokardiyogram İşaretlerinin İyileştirilmesi. (2019): 39 - 46.
MLA	HANBAY Kazım İki Boyutlu Difüzyon Filtreleme ve Stockwell Dönüşümü Kullanılarak Elektrokardiyogram İşaretlerinin İyileştirilmesi. , 2019, ss.39 - 46.
AMA	HANBAY K İki Boyutlu Difüzyon Filtreleme ve Stockwell Dönüşümü Kullanılarak Elektrokardiyogram İşaretlerinin İyileştirilmesi. . 2019; 39 - 46.
Vancouver	HANBAY K İki Boyutlu Difüzyon Filtreleme ve Stockwell Dönüşümü Kullanılarak Elektrokardiyogram İşaretlerinin İyileştirilmesi. . 2019; 39 - 46.
IEEE	HANBAY K "İki Boyutlu Difüzyon Filtreleme ve Stockwell Dönüşümü Kullanılarak Elektrokardiyogram İşaretlerinin İyileştirilmesi." , ss.39 - 46, 2019.
ISNAD	HANBAY, Kazım. "İki Boyutlu Difüzyon Filtreleme ve Stockwell Dönüşümü Kullanılarak Elektrokardiyogram İşaretlerinin İyileştirilmesi". (2019), 39-46.

APA	HANBAY K (2019). İki Boyutlu Difüzyon Filtreleme ve Stockwell Dönüşümü Kullanılarak Elektrokardiyogram İşaretlerinin İyileştirilmesi. Fırat Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 31(1), 39 - 46.
Chicago	HANBAY Kazım İki Boyutlu Difüzyon Filtreleme ve Stockwell Dönüşümü Kullanılarak Elektrokardiyogram İşaretlerinin İyileştirilmesi. Fırat Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 31, no.1 (2019): 39 - 46.
MLA	HANBAY Kazım İki Boyutlu Difüzyon Filtreleme ve Stockwell Dönüşümü Kullanılarak Elektrokardiyogram İşaretlerinin İyileştirilmesi. Fırat Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, vol.31, no.1, 2019, ss.39 - 46.
AMA	HANBAY K İki Boyutlu Difüzyon Filtreleme ve Stockwell Dönüşümü Kullanılarak Elektrokardiyogram İşaretlerinin İyileştirilmesi. Fırat Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi. 2019; 31(1): 39 - 46.
Vancouver	HANBAY K İki Boyutlu Difüzyon Filtreleme ve Stockwell Dönüşümü Kullanılarak Elektrokardiyogram İşaretlerinin İyileştirilmesi. Fırat Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi. 2019; 31(1): 39 - 46.
IEEE	HANBAY K "İki Boyutlu Difüzyon Filtreleme ve Stockwell Dönüşümü Kullanılarak Elektrokardiyogram İşaretlerinin İyileştirilmesi." Fırat Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 31, ss.39 - 46, 2019.
ISNAD	HANBAY, Kazım. "İki Boyutlu Difüzyon Filtreleme ve Stockwell Dönüşümü Kullanılarak Elektrokardiyogram İşaretlerinin İyileştirilmesi". Fırat Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 31/1 (2019), 39-46.