基于壓縮感知的心電信號(hào)壓縮算法研究.pdf

1、心電監(jiān)護(hù)儀的廣泛應(yīng)用將產(chǎn)生大量的心電數(shù)據(jù)，心電壓縮技術(shù)在滿足臨床診斷要求的條件下，可有效減少傳輸和存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)量。壓縮感知理論是近年發(fā)展起來的一種新的壓縮采樣理論，壓縮感知理論表明信號(hào)的采樣率不再取決于信號(hào)的帶寬，而是取決于信息在信號(hào)中的結(jié)構(gòu)和內(nèi)容。本文對(duì)基于壓縮感知的心電信號(hào)壓縮算法進(jìn)行了研究。
　　信號(hào)的稀疏性是實(shí)現(xiàn)壓縮感知的本質(zhì)。本文結(jié)合心電信號(hào)自身的特點(diǎn)，重點(diǎn)研究了心電信號(hào)的稀疏性及其稀疏字典的構(gòu)造。利用常用的字典訓(xùn)練算法—

2、—K-SVD算法對(duì)歷史心電數(shù)據(jù)進(jìn)行了字典訓(xùn)練。通過相同稀疏度下的表示誤差對(duì)比和表示誤差相同條件下的稀疏度對(duì)比，證明了心電信號(hào)在K-SVD算法訓(xùn)練的字典下比固定DCT字典下有更好的稀疏表示性。在K-SVD訓(xùn)練字典的啟發(fā)下，考慮到心電監(jiān)護(hù)儀的實(shí)際應(yīng)用要求，結(jié)合心電特征波識(shí)別、特征波分類等技術(shù)，將K-SVD的無監(jiān)督字典訓(xùn)練算法演變?yōu)橛斜O(jiān)督的字典訓(xùn)練算法，提出了針對(duì)心電信號(hào)的基于特征波匹配的字典訓(xùn)練算法。并用相同稀疏度下的表示誤差對(duì)比實(shí)驗(yàn)證明基

3、于特征波匹配訓(xùn)練的字典能更好地稀疏表示心電信號(hào)，且能更好地符合心電信號(hào)的準(zhǔn)周期特點(diǎn)。
　　在研究了稀疏字典的構(gòu)成方法后，實(shí)現(xiàn)了心電信號(hào)分別基于DCT字典、K-SVD訓(xùn)練字典、特征波匹配法訓(xùn)練的字典的壓縮?；谔卣鞑ㄆヅ溆?xùn)練字典的壓縮實(shí)驗(yàn)表明本文的字典訓(xùn)練算法訓(xùn)練出的原子由心電特征波模板中的典型模板構(gòu)成，符合醫(yī)學(xué)應(yīng)用要求;并且將有損壓縮轉(zhuǎn)換為了無損壓縮。對(duì)MIT-BIH心律失常數(shù)據(jù)庫中全部樣本的MLⅡ?qū)?lián)心電數(shù)據(jù)基于特征波匹配字典的