基于FastICA盲分离理论的胎儿心电信号提取

发布时间：2024-03-11 02:51

　　胎儿心电信号(FECG,Fetal Electrocardiogram)指的是胎儿心脏在活动过程中由于心脏收缩和舒张产生的具有周期性变化规律的电信号,能直观的反映孕妇怀孕过程中胎儿的健康状况,对临床上进行医学判断有至关重要的作用。FECG提取的难点在于用非侵入法采集到的为腹壁混合信号,其中含有的FECG成分十分微弱,被完全淹没在母体信号和各种各样的噪声,并且没有任何关于FECG和母体心电信号(MECG,Maternal electrocardiogram)的先验知识。本文首先对各种FECG提取算法的原理和研究现状分别进行了概述,并详细介绍了FECG波形中的各个波群,以及FECG的两种采集方法。本文所做研究均是针对非侵入法采集的腹壁混合信号,并对该信号的特点进行介绍。针对如何提取出FECG,本文做了以下研究工作:1、首先讨论了ICA相关的基本理论。首先对ICA的基本模型进行分析并指出用ICA算法进行FECG提取的可行性,给出了ICA算法数据进行预处理的流程:去均值、白化、预处理。对ICA算法中常用的三种目标函数进行介绍,重点阐述了用非高斯性作为目标函数来度量分离信号独立性的原理。并对IC...

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究工作的背景与意义
    1.2 胎儿心电提取的国内外研究历史与现状
        1.2.1 自适应滤波法
        1.2.2 独立分量分析
        1.2.3 人工神经网络
        1.2.4 小波变换法
        1.2.5 贝叶斯滤波法
        1.2.6 算法优缺点对比
    1.3 本文研究内容及结构安排
第二章 胎儿心电信号相关知识
    2.1 胎儿心电信号概述
    2.2 胎儿心电信号的采集方法
    2.3 胎儿心电的临床意义
    2.4 本章小结
第三章 ICA的基本理论
    3.1 ICA模型
    3.2 ICA的预处理
        3.2.1 信号的中心化
        3.2.2 信号的白化
        3.2.3 信号的降维
    3.3 ICA的目标函数
        3.3.1 极大化非高斯性准则
        3.3.2 极小化互信息原则
        3.3.3 最大似然估计准则
    3.4 ICA的不确定性
    3.5 本章小结
第四章 基于负熵的FastICA提取胎儿心电
    4.1 负熵的定义及近似
        4.1.1 负熵的定义
        4.1.2 负熵的近似
    4.2 基于负熵的FastICA算法
    4.3 多个独立分量的逐次提取
    4.4 基于负熵的FastICA改进算法
        4.4.1 弦截法避免求导的改进算法一
        4.4.2 迭代式避免求导的改进算法二
        4.4.3 基于十五阶收敛Newton法的改进算法三
    4.5 本章小结
第五章 分离后信号的处理
    5.1 样本熵确定胎儿心电通道
    5.2 小波去噪
        5.2.1 小波函数的定义
        5.2.2 小波分解去噪
    5.3 本章小结
第六章 胎儿心电提取实验及结果分析
    6.1 胎儿心电信号数据源
        6.1.1 合成心电信号
        6.1.2 临床心电数据
    6.2 实验性能评估
    6.3 基于负熵的FastICA算法及改进算法的实验
        6.3.1 合成心电信号实验
        6.3.2 临床心电数据实验
    6.4 样本熵识别验证及小波去噪
        6.4.1 样本熵识别验证
        6.4.2 小波去噪
    6.5 本章总结
第七章 总结与展望
    7.1 全文总结
    7.2 后续工作展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果



本文编号：3925711