基于时空稀疏模型的穿戴式心电信号压缩感知方法*

华 晶,张 华,刘继忠,徐亦璐

(1.南昌大学江西省机器人与焊接自动化重点实验室,南昌 330031;2.江西农业大学软件学院,南昌 330045)



基于时空稀疏模型的穿戴式心电信号压缩感知方法*

华 晶1,2,张 华1*,刘继忠1,徐亦璐1,2

(1.南昌大学江西省机器人与焊接自动化重点实验室,南昌 330031;2.江西农业大学软件学院,南昌 330045)

基于时空稀疏模型,提出一种穿戴式心电信号的压缩感知方法,利用信号的时间相关性和空间相关性,来实现心电信号的重构。同时,还提出了一种“分—合”式字典学习算法,通过利用心电信号内在的聚类结构,对训练样本进行字典学习,从而构造出符合心电信号特点的字典,并对其进行稀疏表示。从而进一步提高了心电信号的重构性能。为了验证提出的心电信号压缩感知方法的有效性,采用OSET数据库中的心电数据,将其与其他两种基准算法进行了对比。仿真实验结果表明,所提出的心电信号压缩感知方法能有效地提高心电信号重构的质量。

心电信号;压缩感知;时空稀疏;“分—合”式字典学习

可穿戴式心电监测系统是指利用小型穿戴式心电传感器采集人体的心电信号,并将数据无线传输至中心节点,如PDA或者微控制器板。中心节点再将数据发送至医疗中心,以便医生进行全面、专业、及时的分析和诊断。可穿戴式心电监测系统在新一代医疗监护模式下被认为是最有效和最实际可行的监护手段,它可以实现对心电信号低负荷、非介入、连续无创的实时监测。……