心脏是人体的重要器官,由心脏引起的相关疾病已经成为危害人类健康的主要疾病。心电图(Electrocardiogram,ECG)作为一种无创、有效的诊断手段,在临床医学诊断中具有重要的参考价值。由于ECG信号蕴含了大量表征心脏生理状况的信息,ECG信号的分析与自动诊断技术的研究对疾病诊断起着关键作用,有助于便携式心电监测设备的应用和发展,对远程医疗服务起到了促进作用。本课题主要对ECG信号预处理和特征波检测技术进行了研究,在小波变换算法的基础上,设计了基于小波变换的ECG信号预处理算法和特征波检测算法,并对其硬件架构进行研究,在FPGA硬件上进行了实现和验证。本文首先对小波变换算法进行了研究,并根据ECG信号的噪声特点,提出了基于提升小波变换的阈值处理和滑动平均滤波相结合的去噪算法。对于工频噪声和肌电噪声,采用了改进折中的阈值处理函数进行小波系数的噪声滤除;对于基线漂移噪声,采用了滑动平均滤波算法对最高尺度的近似系数进行滤波处理,实现噪声去除。ECG信号经过预处理后,需要对其进行特征波检测。在特征波检测方面,研究了 ECG信号突变点的检测原理,在此基础上对小波变换的特征波检测算法进行了改进,实现了对QRS波群的检测。利用小波变换分解后小波系数的模极大值对去确定R波位置,并结合动态阈值和特征波辅助检测策略,有效提高了 R波检出率。其次,对ECG信号预处理与特征波检测算法进行了硬件架构设计,在FPGA硬件上进行实现,并详细阐述了各个关键模块的实现方案。在设计中,为了避免数据运算中边界失真和时延问题,采用了流水线式处理结构实现小波变换,提高了运算效率。在预处理模块中,对基于Sym4小波的提升变换、中值估计和滑动平均滤波模块的电路结构进行了设计;在特征波检测模块中,对双正交二次B样条小波的变换分解、模极大值对检测、过零点检测等关键模块进行了设计,并对以上模块进行了 RTL设计和功能仿真。最后,本文基于Altera FPGA硬件对设计进行了验证,进一步保证了 ECG预处理和特征波检测整体电路功能的正确性以及RTL代码的可行性,并通过MIT-BIH心电数据库对设计进行性能评估,得到较好的R波检出率,具有一定的实用价值。