Filtrage des signaux physiologiques

Abstract

Les signaux physiologiques tels que les signaux cardiaques (ECG), les signaux électromyographiques (EMG) et les signaux électrooculographiques (EOG) sont complexes et sont influencés par de nombreux facteurs tels que le mouvement musculaire, les interférences électromagnétiques provenant de sources externes, le bruit de l’environnement et les interférences entre les dispositifs proches du corps. Par conséquent, filtrer ces signaux est une étape importante pour bien les comprendre et les analyser. Ce filtrage vise à améliorer la qualité des signaux et à exclure les bruits et les interférences indésirables. Un filtre a plusieurs paramètres qui lui caractérise tel que : le gain, la fréquence de coupure, la bande passante le déphasage et la fonction du transfert. Il existe de nombreuses techniques pour traiter le signal physiologique du bruit et l’éliminer. C’est dans ce contexte qu’intervient notre travail, où nous avons utilisé sept types de filtres qui sont le filtre médian, la méthode de Maclellan connu sous le nom de Remez, les filtres polynomiaux tels que Butterworth, Chebyshev1 et 2, elliptiques et l’ondelette discrète(DWT). Une étude comparative a été faite pour les différentes méthodes et sur différents signaux. Les filtres sont largement utilisés dans de nombreux domaines de l'électronique tels que les systèmes audio, les communications, les instruments de mesure et le traitement du signal. Mots clés : ECG, EMG, EOG, filtrage des signaux, filtre médian, Remez, Butterworth, chebyshev1, chebyshev2, elliptique et DWT Abstract : Physiological signals such as cardiac (ECG), electromyographic (EMG) and electrooculographic (EOG) signals are complex and are influenced by many factors such as muscle movement, electromagnetic interference from external sources, environmental noise and interference between devices near the body. Therefore, filtering these signals is an important step in understanding and analyzing them. This filtering is intended to improve signal quality and to exclude unwanted noise and interference. A filter has several parameters that characterize it: the gain, the cut-off frequency, the bandwidth the phase shift and the transfer function. There are many techniques to treat the physiological signal of noise and eliminate it. It is in this context that our work intervenes, where we have used seven types of filters which are the median filter, the Maclellan method known as Remez, polynomial filters such as Butterworth, Chebyshev1 and 2, elliptical and discrete wavelet (DWT). A comparative study was made for the different methods and on different signals. Filters are widely used in many areas of electronics such as audio systems, communications, measuring instruments and signal processing. Keywords: ECG, EMG, EOG, signal filtering, median filter, Remez, Butterworth, chebyshev1, chebyshev2, elliptical and DWT ملخص : اإلشارات الفسيولوجية مثل إشارات القلب (ECG (أو اإلشارات الكهرومغناطيسية .(EMG (معقدة وتتأثر بالعديد من العوامل مثل حركة العضالت والتداخل الكهرومغناطيسي من المصادر الخارجية والضوضاء البيئية والتداخل بين األجهزة القريبة من الجسم. لذلك، يعد تصفية هذه اإلشارات خطوة مهمة في فهمها وتحليلها. يهدف هذا الترشيح إلى تحسين جودة اإلشارة واستبعاد الضوضاء والتداخل غير المرغوب فيهما. يحتوي المرشح على العديد من المعلمات التي تميزه: المكسب، وتردد القطع، وعرض النطاق الترددي لتحول الطور ودالة النقل. هناك العديد من التقنيات لعالج اإلشارة الفسيولوجية للضوضاء والقضاء عليها. في هذا السياق، يتدخل عملنا، حيث استخدمنا سبعة أنواع من المرشحات وهي المرشح المتوسط، طريقة ماكليالن المعروفة باسم ريميز، مرشحات متعددة الحدود مثل باتروورث، Chebyshev1و 2 ،موجة إهليلجية ومنفصلة. وأجريت دراسة مقارنة لألساليب المختلفة ولإلشارات المختلفة. تستخدم المرشحات على نطاق واسع في العديد من مجاالت اإللكترونيات مثل األنظمة الصوتية واالتصاالت وأدوات القياس ومعالجة اإلشارات. ثالث إشارات فيزيولوجية: نشاط العضالت، نبض القلب ونشاط عضلة العين، لقد تم ترشيح هذه االشارات بالمرشحات التالية ) مرشح متوسط ،ريمز، بيترورث ،تشيبيشيف 1 و2، اليبتيك وDWT.