Combination of the CEEM Decomposition with Adaptive Noise and Periodogram Technique for ECG Signals Analysis

The electrocardiogram (ECG) signal is a fundamental tool for patient treatment, especially in the cardiology domain, due to the high mortality rate of heart diseases. The main objective of this paper is to present the most optimal techniques that can link the processing and analysis of ECG signals. This work is divided into two steps. In the first one, we propose a comparison between some denoising techniques that can reduce noise affecting the ECG signals; these techniques are the empirical mode decomposition (EMD), the ensemble empirical mode decomposition (EEMD), and the complete ensemble empirical mode decomposition with adaptive noise (CEEMDAN). In the second one, we make a comparison of three time-frequency techniques: the Choi-Williams (CW), the periodogram (PE), and the smoothed pseudo Wigner-Ville (SPWV). Firstly, the obtained results illustrate the effectiveness of the CEEMDAN in reducing noise that interferes with ECG signals compared to other denoising methods. Secondly, they show that the periodogram time-frequency technique gives a good detection and localization of the main components in the time-frequency plan of ECG signals. This work proves the utility of the combination of the periodogram and CEEMDAN techniques in analyzing the ECG signals

Analyse de la dispersion des ondes circonférentielles par des représentations temps-fréquence d'un signal acoustique rétrodiffusé par un tube

National audienceLa diffusion acoustique par un tube immergé dans l'eau est un problème théorique qui connaît depuis quelques années un gain d'intérêt considérable. Une bonne compréhension de la diffusion acoustique permet d'étudier, la dispersion des ondes mises en jeu. La mesure expérimentale de la vitesse de groupe de ces ondes est une opération encore complexe. Plusieurs techniques d'analyse ont été appliquées pour étudier le phénomène de la dispersion. Ces techniques d'analyse présentent des inconvénients. A cet effet, nous faisons appel aux représentations mixtes temps-fréquence. Nous montrons que il est possible de tracer les courbes de dispersion des ondes circonférentielles. Parmi les nombreuses techniques temps-fréquence, la distribution de Wigner-Ville, la transformée d'ondelete, la distribution de spectrogramme et la distribution de spectrogramme réalloué sont retenues en raison de ses intéressantes propriétés. Les techniques utilisées sont appliquées sur un signal expérimental rétrodiffusé par un tube d'aluminium de rapport des rayons b/a. L'observation des images obtenues montre bien, l'évolution fréquentiel, des ondes circonférentielles au cours du temps. Sur le plan temps-fréquence les ondes circonférentielles S0, A1 et S1 sont lisibles et bien localisées. Les images, temps-fréquence obtenues, correspondent aux gammes de fréquence réduite de l'onde S0 (25&_leq;ka&_leq;50), l'onde A1 (60&_leq;ka&_leq;100) et l'onde S1 (100&_leq;ka&_leq;150). Ces images montrent les trajectoires de la dispersion relatives à ces ondes. La partie basse fréquence de ces ondes arrive plus tardivement que la partie haute fréquence, ce qui signifie que la vitesse de groupe de ces ondes croît en fonction avec la fréquence (dispersion des ondes). Les valeurs des vitesses de groupe déterminées à partir des images obtenues sont comparées avec celles calculées théoriquement. Une bonne concordance est obtenue entre ces résultats

Analyse et comparaison temps-fréquence d'un signal ECG normal et bruité

National audienceLe traitement des signaux biomédicaux, tels que électrocardiogramme (ECG), électoencéphalogramme (EEG) et électromyogramme (EMG), est d'une nécéssité primordiale dans plusieurs disciplines de la médecine. L'interprétation des signaux cardiaques ECG permet un bon diagnostic des patients dans le but de détecter certaines anomalies. Souvent l'analyse monodimentionnelle de ces signaux se fait traditionnellement dans le domaine temporel par des spécialistes. Cette analyse d'une part ne donne aucune information sur le contenu fréquentiel du signal, et d'autre part l'analyse fréquentielle ne présente aucune information sur la notion du temps. L'analyse des signaux ECG, par les méthodes temporelle et fréquentielle, présente des inconvénients majeurs dans le diagnostic de certains cas très complexes. Ces limites de ces méthodes peuvent rendre l'observation de certaines pathologies difficile et ceci est due à la nature non-stationnaire de ces signaux. Pour dépasser les faiblesses des techniques monodimentionnelles, l'utilisation de la technique temps-fréquence, qui prend en compte à la fois le paramètre temps et le paramètre fréquence, sur des signaux non stationnaire ECG est inévitable. Dans cet article, nous avons utilisé les méthodes temps-fréquence par ondelettes et de spectrogramme pour analyser un signal cardiaque ECG normal et un autre bruité. Les images temps-fréquence obtenues feront l'objet d'une comparaison entre les deux signaux cardiaques normal et bruité

Analysis of the acoustic signal backscattered by a multi-layer structure with the spectrogram and the wavelet time-frequency methods

National audienceThis study is to discuss the efficiency of two different methods, time-frequency representations and frequency spectral method, by comparing their ability to analyse experimentally received signals backscattered by two types of multilayer structures. We will present a study of the propagation of acoustic waves backscattered by two multilayer structures with a resonant plate "aluminum or glass" and a less resonant plate "plexiglas" separated by a water layer. The backscattering experiments have been performed in a water immersion tank. The wavelet transform and the spectrogram time-frequency representations are used in this work. The images obtained by these representations are compared to the frequency spectral method. The results obtained by the time-frequency analysis are interesting

Identification of circumferential acoustic waves propagating around the tube by multiresolution analysis and time-frequency representation

International audienceThis paper describes a technique based on Multiresolution Analysis (MRA) of the wavelet transform. This technique is applied for decomposition of the original acoustic signal backscattered by a thin tube. The Multiresolution technique was used as a tool to filter the wave modes contained in the original signal. The time-frequency representation using the Smoothed Pseudo-Wigner-Ville (SPWV) distribution is applied on the decomposed acoustic signal. The results obtained show that this technique of the Multiresolution analysis can identify not only single circumferential wave mode but also multimode effectively. This methodology permits to obtain the interesting results