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データのトレンドの除去

測定された信号には、データに本来備わっていない全体的なパターンが示される場合があります。このようなトレンドはデータ解析の妨げになるため、除去しなければなりません。

異なるトレンドをもつ 2 つの ECG (心電図) 信号について考えます。ECG 信号は電源干渉などの外乱の影響に敏感です。信号を読み込み、プロットします。

load('ecgSignals.mat') 

t = (1:length(ecgl))';

subplot(2,1,1)
plot(t,ecgl), grid
title 'ECG Signals with Trends', ylabel 'Voltage (mV)'

subplot(2,1,2)
plot(t,ecgnl), grid
xlabel Sample, ylabel 'Voltage (mV)'

最初のプロットの信号は、線形トレンドを示しています。2 番目の信号のトレンドは非線形です。線形トレンドを消去するには、MATLAB® の関数 detrend を使用します。

dt_ecgl = detrend(ecgl);

非線形トレンドを消去するには、信号を低次の多項式で近似し、その多項式を減算します。この場合、多項式の次数は 6 です。新しい 2 つの信号をプロットします。

opol = 6;
[p,s,mu] = polyfit(t,ecgnl,opol);
f_y = polyval(p,t,[],mu);

dt_ecgnl = ecgnl - f_y;

subplot(2,1,1)
plot(t,dt_ecgl), grid
title 'Detrended ECG Signals', ylabel 'Voltage (mV)'

subplot(2,1,2)
plot(t,dt_ecgnl), grid
xlabel Sample, ylabel 'Voltage (mV)'

トレンドは効果的に取り除かれています。信号にベースライン シフトが表示されなくなったかどうかを観察します。表示されなくなれば、次の処理に進む準備ができています。

参考

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