TFCDiff: Robust ECG Denoising via Time-Frequency Complementary Diffusion

Pengxin Li

doi:10.1109/jbhi.2026.3732677

TFCDiff: Robust ECG Denoising via Time-Frequency Complementary Diffusion

2026-09-09

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DOI：10.1109/jbhi.2026.3732677

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动态心电图（ECG）读数易受物理活动产生的混合噪声影响，包括基线漂移（BW）、肌肉伪影（MA）和电极运动伪影（EM）。开发去除此类复杂噪声并重建高保真信号的方法对于提高诊断准确性具有重要临床价值。然而，多节拍ECG段的去噪研究仍不足且存在技术挑战。针对这一问题，我们提出时间-频率互补扩散（TFCDiff）方法，通过离散余弦变换（DCT）域对ECG信号进行建模。为优化波形细节，我们引入时序特征增强机制（TFEM）以强化时序表示并保留关键生理信息。在合成数据集上的对比实验表明，TFCDiff在五个评估指标上达到最先进水平。此外，TFCDiff在未见过的SimEMG数据库上表现出更优的泛化能力，超越所有基准模型。值得注意的是，TFCDiff处理原始10秒序列，并在灵活随机混合噪声（fRMN）下保持鲁棒性，适用于高运动场景下的可穿戴ECG监测器的即插即用部署。源代码可在https://github.com/Miroircivil/TFCDiff获取。

Keyword:

ECG denoising

conditional diffusion model

discrete cosine transform

spectral modeling

random mixed noise

TFCDiff: Robust ECG Denoising via Time-Frequency Complementary Diffusion

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