基于混合分類器的低功耗心律不齊檢測(cè)ASIC.pdf

1、心律不齊是突發(fā)性死亡率最高的一類心臟疾病，使用可穿戴設(shè)備對(duì)心臟狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，對(duì)心律不齊的預(yù)防有著重要的意義。受限于可穿戴設(shè)備的電池供電方式，設(shè)備的功耗成為其設(shè)計(jì)的主要挑戰(zhàn)之一。
　　傳統(tǒng)可穿戴心臟監(jiān)護(hù)設(shè)備需要將采集到的ECG信息通過(guò)無(wú)線傳輸技術(shù)，上傳至遠(yuǎn)程云端進(jìn)行處理。在無(wú)線傳輸?shù)倪^(guò)程中造成的巨大能耗，嚴(yán)重限制了設(shè)備的續(xù)航能力。隨著機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)的發(fā)展，集成自診斷功能的可穿戴ECG設(shè)備開始出現(xiàn)，如何在保證診斷準(zhǔn)確率的前提下減小設(shè)

2、備的功耗成為新的研究熱點(diǎn)。
　　本文提出了一種集成機(jī)器學(xué)習(xí)引擎的心律不齊檢測(cè)ASIC電路，可在芯片上完成疾病診斷，本文的主要內(nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)是:
　　1.設(shè)計(jì)了包含機(jī)器學(xué)習(xí)引擎的心律不齊檢測(cè)ASIC電路，該電路包括信號(hào)預(yù)處理部分、特征提取部分和機(jī)器學(xué)習(xí)引擎，可以實(shí)現(xiàn)片上的疾病診斷;
　　2.提出了一種基于混合分類器的低功耗架構(gòu)。該混合分類架構(gòu)包括極低功耗的線性分類器以及分類能力更強(qiáng)的非線性SVM分類器，其中線性分類器負(fù)責(zé)從

3、數(shù)據(jù)集中將特征明顯的心跳識(shí)別出來(lái)，而對(duì)于無(wú)法識(shí)別的心跳，才啟用準(zhǔn)確率高但是計(jì)算功耗大的SVM分類器做進(jìn)一步分類。本文進(jìn)一步提出了一種能夠有效反映心跳形態(tài)特點(diǎn)的新特征-對(duì)稱QRS面積比（QAR），此特征結(jié)合心跳間隔特征可以提高線性分類器的分類能力和分類準(zhǔn)確率;
　　3.提出了低成本SVM學(xué)習(xí)引擎的實(shí)現(xiàn)方法，對(duì)SVM學(xué)習(xí)引擎中涉及的除法器、平方器和e指數(shù)運(yùn)算器進(jìn)行了優(yōu)化和深度定制，極大的優(yōu)化了電路面積。
　　本設(shè)計(jì)基于SMIC4