基本信息
源码名称：MIT-BIH心电信号读取
源码大小：7.90KB
文件格式：.m
开发语言：MATLAB
更新时间：2019-04-29
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源码介绍
% This programm reads ECG data which are saved in format 212.212格式
% (e.g., 100.dat from MIT-BIH-DB, cu01.dat from CU-DB,...)
% 数据与注释一起显示在图形中。
% 注释保存在矢量annot中，相应的时间（以秒为单位）保存在矢量atrtime中。
% 注释被保存为数字，数字的含义可以在www.physinot.org上提供的代码表“ecgcodes.h”中找到。
%
% ANNOT仅包含最重要的信息，该信息与第3行的rdann程序（可在www.physinot.org上获得）一起显示。
% 第4到第6行不保存在注释中。
%
%
% created on Feb. 27, 2003 by
% Robert Tratnig (Vorarlberg University of Applied Sciences)
% (email: rtratnig@gmx.at),
%
% algorithm is based on a program written by
% Klaus Rheinberger (University of Innsbruck)
% (email: klaus.rheinberger@uibk.ac.at)
%
%-------------------------------------------------------------------------
clc;
%------ SPECIFY DATA ------------------------------------------------------
%------ 指定数据文件 -------------------------------------------------------
PATH= 'D:\matlab2019\111'; % 指定数据的储存路径
HEADERFILE= '111.hea'; % .hea 格式，头文件，可用记事本打开 按ASCII码方式存储
ATRFILE= '111.atr'; % .atr 格式，属性文件，数据格式为二进制数
DATAFILE='111.dat'; % .dat 格式，ECG 数据 每三个字节存储两个数，一个数12bit 212格式
points=1800; % 指定需要读入的样本数
% 若.dat文件中存储有两个通道的信号:
% 则读入 2*points 个数据
%------ LOAD HEADER DATA --------------------------------------------------
%------ 读入头文件数据 -----------------------------------------------------
%
% 示例：用记事本打开的111.hea 文件的数据
%
% 111 2 360 650000 第一行为记录行，指出该记录为一包含两个采样率为360Hz的信号，每一信号的长度为65万个采样点，采样开始时间和日期没有记录
% 111.dat 212 200 11 1024 1017 20838 0 MLII 两行为信号技术规范说明行，从中可以看出:两个信号都包含在文件格式100.dat中;每一-信号都是以12位的位压缩格式(即212”格式)进行存储的，两个信号的增益都是每200ADC uints/mV, ADC的分辨率大11位，ADC零值为1024，在这里基线值没有明确给出，但可以认为他等于ADC零值1024 两个信号的第一采样点的值分别为1017和1031 (可以看出这他们都略低于0V)，65万个采样点的校验数分别为20838和12452，
% 111.dat 212 200 11 1024 1031 12452 0 V1 信号描述字段说明了这两个信号分别采自MLII导联和V1导联
% # 47 F 937 167 x1 最后两行包含了注释字符串，其中第-行说明了患者的性别和年龄以及记录数据
% # Digoxin, Lasix 第二行列出了患者的用药情况
% # There is first degree AV block. There are short bursts of both baseline
% # shifts and muscle noise, but in general, the quality is excellent.
% 有一级房室传导阻滞。有短脉冲的基线漂移和肌电干扰，但一般来说，质量是很好的。
%-------------------------------------------------------------------------
fprintf(1,'\\n$> WORKING ON %s ...\n', HEADERFILE); % 在Matlab命令行窗口提示当前工作状态
%
% 【注】函数 fprintf 的功能将格式化的数据写入到指定文件中。
% 表达式：count = fprintf(fid,format,A,...)
% 在字符串'format'的控制下，将矩阵A的实数数据进行格式化，并写入到文件对象fid中。该函数返回所写入数据的字节数 count。
% fid 是通过函数 fopen 获得的整型文件标识符。fid=1，表示标准输出（即输出到屏幕显示）；fid=2，表示标准偏差。
%
signalh= fullfile(PATH, HEADERFILE); % 通过函数 fullfile 获得头文件的完整路径
fid1=fopen(signalh,'r'); % 打开头文件，其标识符为 fid1 ，属性为'r'--“只读” fidl=1打开成功，fidl=0打开失败
z= fgetl(fid1); % 读取头文件的第一行数据，字符串格式 fidl是通过fopen函数打开文件后得到的一个整型的文件标识
A= sscanf(z, '%*s %d %d %d',[1,3]); % 按照格式 '%*s %d %d %d' 转换数据并存入矩阵 A 中 %d就是输出整型 %f就是输出小数 %c就是输出字符串 %s就是输出字符串 加‘*’可以跳过该字段
nosig= A(1); % 信号通道数目
sfreq=A(2); % 数据采样频率
clear A; % 清空矩阵 A ，准备获取下一行数据
for k=1:nosig % 读取每个通道信号的数据信息
z= fgetl(fid1);
A= sscanf(z, '%*s %d %d %d %d %d',[1,5]);
dformat(k)= A(1); % 信号格式; 这里只允许为 212 格式
gain(k)= A(2); % 每 mV 包含的整数个数
bitres(k)= A(3); % 采样精度（位分辨率）11
zerovalue(k)= A(4); % ECG 信号零点相应的整数值 1024
firstvalue(k)= A(5); % 信号的第一个整数值/第一采样点 (用于偏差测试) 1017
end;
fclose(fid1);
clear A;
%------ 读取 ECG 信号二值数据 ----------------------------------------------
% 两个通道都要为212格式
if dformat~= [212,212], error('this script does not apply binary formats different to 212.');
end;
signald= fullfile(PATH, DATAFILE); % 读入 212 格式的 ECG 信号数据
fid1=fopen(signald,'r');
A= fread(fid1, [3, points])'; % fread Read binary data from file.在matlab中只要不指定默认精度为‘uint8’矩阵有3行，每个8位长 = 2*12bit
fclose(fid1);
% 通过一系列的移位（bitshift）、位与（bitand）运算，将信号由二值数据转换为十进制数
M1H= bitand(A(:,2), 15); %取字节的低四位 15=00001111 67=01000011=43
M2H= bitshift(A(:,2), -4); %字节向右移四位，即取字节的高四位
PRL=bitshift(bitand(A(:,2),8),9); % sign-bit 取出字节低四位中最高位，向右移九位
PRR=bitshift(bitand(A(:,2),128),5); % sign-bit 取出字节高四位中最高位，向右移五位
y=bitshift(M1H,8) A(:,1);
M( : , 1)= bitshift(M1H,8) A(:,1)-PRL;%M1H右移时前面的零舍掉在最后补零成为12位
M( : , 2)= bitshift(M2H,8) A(:,3)-PRR;%212格式就是像249 67 7，三个字节中存储两个数据，把三个字节写成二进制，把第二个字节的低四位成为第一个12位数据的高四位，第一个字节作为第一个数据的低八位，第二个数据：第二个字节的高四位 第三个字节八位
if M(1,:) ~= firstvalue, error('inconsistency in the first bit values'); end;
switch nosig
case 2
M( : , 1)= (M( : , 1)- zerovalue(1))/gain(1);
M( : , 2)= (M( : , 2)- zerovalue(2))/gain(2);
TIME=(0:(points-1))/sfreq;
case 1
M( : , 1)= (M( : , 1)- zerovalue(1));
M( : , 2)= (M( : , 2)- zerovalue(1));
M=M';
M(1)=[];
sM=size(M);
sM=sM(2) 1;
M(sM)=0;
M=M';
M=M/gain(1);
TIME=(0:2*(points)-1)/sfreq;
otherwise % this case did not appear up to now!
% here M has to be sorted!!!
disp('Sorting algorithm for more than 2 signals not programmed yet!');
end;
clear A M1H M2H PRR PRL;
fprintf(1,'\\n$> LOADING DATA FINISHED \n');
%------ LOAD ATTRIBUTES DATA ----------------------------------------------
atrd= fullfile(PATH, ATRFILE); % 带有注释数据的属性文件
fid3=fopen(atrd,'r');
A= fread(fid3, [2, inf])';
fclose(fid3);
ATRTIME=[];
ANNOT=[];
sa=size(A); %A矩阵大小
saa=sa(1); %A矩阵有多少行
i=1;
while i<=saa
annoth=bitshift(A(i,2),-2);
if annoth==59
ANNOT=[ANNOT;bitshift(A(i 3,2),-2)];
ATRTIME=[ATRTIME;A(i 2,1) bitshift(A(i 2,2),8) ...
bitshift(A(i 1,1),16) bitshift(A(i 1,2),24)];
i=i 3;
elseif annoth==60
% nothing to do!
elseif annoth==61
% nothing to do!
elseif annoth==62
% nothing to do!
elseif annoth==63
hilfe=bitshift(bitand(A(i,2),3),8) A(i,1);
hilfe=hilfe mod(hilfe,2);
i=i hilfe/2;
else
ATRTIME=[ATRTIME;bitshift(bitand(A(i,2),3),8) A(i,1)];
ANNOT=[ANNOT;bitshift(A(i,2),-2)];
end;
i=i 1;
end; %读入.atr文件，按照.atr文件格式一般第一个字节不为0就是MIT格式
ANNOT(length(ANNOT))=[]; % last line = EOF (=0)
ATRTIME(length(ATRTIME))=[]; % last line = EOF
clear A;
ATRTIME= (cumsum(ATRTIME))/sfreq;
ind= find(ATRTIME <= TIME(end));
ATRTIMED= ATRTIME(ind);
ANNOT=round(ANNOT);
ANNOTD= ANNOT(ind);
%------ DISPLAY DATA ------------------------------------------------------
figure(1); clf, box on, hold on
plot(TIME, M(:,1),'r');
if nosig==2
plot(TIME, M(:,2),'b');
end;
for k=1:length(ATRTIMED)
text(ATRTIMED(k),0,num2str(ANNOTD(k)));%将数字转换为字符串
end;
grid;
xlim([TIME(1), TIME(end)]); %给x轴定区间
xlabel('Time / s'); ylabel('Voltage / mV');
string=['ECG signal ',DATAFILE];
title(string);
fprintf(1,'\\n$> DISPLAYING DATA FINISHED \n');
% -------------------------------------------------------------------------
fprintf(1,'\\n$> ALL FINISHED \n');