一種基于稀疏成分分析的房顫信號提取方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及房顫信號的提取方法，具體為一種基于稀疏成分分析的房顫信號提取方法，包括以下步驟：提取混合信號X，將混合信號X進行稀疏化，得到對角矩陣，去除對角矩陣中的零列，得到中間矩陣X’，對中間矩陣進行線性聚類，估計得到混合矩陣ASCA，利用混合矩陣ASCA求得源信號，并將輸出的心電信號反饋到源信號中，得到新混合信號Xnew，新混合信號Xnew重復(fù)上述過程即可得到房顫信號。傳統(tǒng)的稀疏成分分析方法的分離結(jié)果只有正常心電信號而沒有房顫信號，本方法在傳統(tǒng)稀疏成分分析方法的基礎(chǔ)上，創(chuàng)造性地將分離出的正常心電信號反饋到源信號中，去除源信號中的正常心電信號，即可獲取房顫信號。
【專利說明】一種基于稀疏成分分析的房顫信號提取方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及房顫信號的提取方法，具體為一種基于稀疏成分分析的房顫信號提取 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 心房顫動是一種常見的心臟疾病，其特點是心房快速且不規(guī)則的活動。研究認為 在心房內(nèi)有多個不同的信號源，這些信號源產(chǎn)生的快速、不同步的活動引起了不規(guī)則的電 生理活動，導(dǎo)致房顫的發(fā)生。而在正常的心臟活動時，心跳是由唯一的信號源（竇房結(jié)）產(chǎn) 生的，作為心臟的一個起搏器，竇房結(jié)產(chǎn)生了一個規(guī)則的電生理活動。房顫信號可作為檢 測心臟疾病的一個參考指標，醫(yī)生再結(jié)合上臨床病例等信息可以較為準確的診斷出心臟疾 病，因此需要提取出房顫信號，但由于房顫信號的稀疏性較低，現(xiàn)有的稀疏成分分析算法只 能將正常心電信號從帶有房顫信號的心電圖中分離出來，而無法得到純凈的房顫信號。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003] 本發(fā)明為了解決現(xiàn)有的信號提取方法不能提取到純凈的房顫信號的問題，提供了 一種基于稀疏成分分析的房顫信號提取方法。
[0004] 本發(fā)明是采用如下的技術(shù)方案實現(xiàn)的：一種基于稀疏成分分析的房顫信號提取方 法，包括以下步驟：
[0005] 將含有房顫信號和噪聲信號的心電信號作為混合信號X ;
[0006] 稀疏化：用Haar母小波對混合信號X進行小波變換，將混合信號X從空域變換到 頻域，并從頻域中選擇對角矩陣為IT (j = 1，2, ...，T/4)，T指混合信號X的周期；
[0007] 去除零列，同一方向：對于對角矩陣If (j = l，2，...，T/4)中的每個列向量 %，如果<0，則不7 ;如果％ =0,則去掉該列得到中間矩陣X' ；
[0008] 線性聚類：中間矩陣X'中若任意兩列向量滿足公式（1)，
【權(quán)利要求】
1. 一種基于稀疏成分分析的房顫信號提取方法，其特征在于包括以下步驟： 將含有房顫信號和噪聲信號的心電信號作為混合信號X ; 稀疏化：用Haar母小波對混合信號X進行小波變換，將混合信號X從空域變換到頻域， 并從頻域中選擇對角矩陣力(j = 1，2,. . .，T/4)，T指混合信號X的周期； 去除零列，同一方向：對于對角矩陣(j = 1，2,. . .，T/4)中的每個列向量X1'1/，如 果< O，則Xf ;如果％ =0,則去掉該列得到中間矩陣X' ； 線性聚類：中間矩陣X'中若任意兩列向量X'p和X'q滿足公式（1)，
，則這兩列共線，當且僅當匕與、共線，則X'pe 0 (k)， X'qe 0 (k)，通過將中間矩陣X'中所有的列向量線性聚類，可以得到0 (k)k = l，2，...，t(t彡m)，m為中間矩陣X'行向量的個數(shù)； 估計混合矩陣AseA :對每個線性聚類0 (k)，如果該類樣本點個數(shù)少于閾值，則直接將 該類刪除；否則，計算該類聚類中心，e (k)中包含n個元素 X' ^^^...，^，則聚類中心 C由公式（2)獲得；
，由聚類中心C得到聚類中心矩陣，聚類中心 矩陣則為混合矩陣Asca ; 計算源信號：根據(jù)S' = Asa1X,即可恢復(fù)出源信號
選取歸一化相關(guān)系數(shù)NCC對源信號S'進行反饋，當源信號S'的min E 2NCC (S'，X)最 小時，則認為它是最純凈的信號，輸出該心電信號S/， 構(gòu)造新混合信號XnOT:令輸出的心電信號S/為零并通過XnOT = ASCAS'反作用于混合信 號X，構(gòu)成新混合信號XnOT， 對新混合信號Xnrat重復(fù)前述步驟，即可在第二次迭代中得到房顫信號，剩余部分為噪聲 信號。
【文檔編號】A61B5/046GK104323772SQ201410722832
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年12月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月2日
【發(fā)明者】李燈熬, 陳園, 趙菊敏 申請人:太原理工大學(xué)