胎兒心電信號循環(huán)平穩(wěn)半盲提取研究.pdf

1、胎兒心電信號循環(huán)平穩(wěn)半盲提取研究重慶大學碩士學位論文（學術學位）學生姓名：李少華指導教師：曾孝平教授專業(yè)：通信與信息系統學科門類：工學重慶大學通信工程學院二O一四年四月重慶大學碩士學位論文中文摘要I摘要胎兒心電信號(FetalElectrocaridigram，FECG)是一種產生于胎兒心臟搏動，經子宮向外傳導，并能在孕婦腹壁檢測到的生理電信號。完整的胎兒心電圖能夠準確區(qū)分胎兒心臟搏動的微小電位變化，可作為認知和診斷胎兒心臟問題的重要工

2、具。由于胎兒心電信號在時域、頻域、空域與母體心電干擾及其他噪聲大部重疊、信噪比極低、已有源分離算法也未能充分利用信號先驗信息，導致非侵入式胎兒心電信號提取十分困難，臨床上難以應用。針對上述問題，本文提出了一種基于循環(huán)平穩(wěn)特性的胎兒心電信號半盲提取算法，解決了殘留母體心電和肌電等脈沖噪聲干擾問題，實現了非侵入式胎兒心電信號有效提取。本文主要工作與創(chuàng)新點如下：①針對腹壁混合信號中，母體心電R波幅度大、時域具有準周期結構，提出了一種基于單通道

3、SVD的母體心電干擾消除算法。該算法從主成分分析思想出發(fā)，首先構造關于母體心拍的周期矩陣，然后運用SVD算法提取周期矩陣的主要成分，最后從腹壁混合信號中減去提取的主要成分實現母體心電干擾的消除，剩余混合信號為帶噪胎兒心電信號。②針對剩余混合信號中，胎兒心電信號具有循環(huán)平穩(wěn)特性，提出了一種基于循環(huán)平穩(wěn)特性的多通道半盲提取算法。該算法從廣義特征值分解形式的ICA基本思想出發(fā)，首先估計出胎兒心電信號的循環(huán)頻率，構造基于循環(huán)平穩(wěn)度的分離準則，然

4、后將其轉換為廣義Rayleigh商形式，通過廣義特征值分解提取具有循環(huán)平穩(wěn)特性的胎兒心電信號，基本解決了胎兒心電信號中殘留母體心電和肌電等脈沖噪聲干擾問題。③結合上述單通道與多通道算法，設計了一套完整的胎兒心電信號半盲提取系統。該系統主要分為預處理、預白化、半盲提取與后處理四個部分，依次從混合信號中去除母體心電干擾與殘留的肌電等脈沖噪聲，最終得到清晰的胎兒心電信號。實驗結果表明：本文提出的半盲提取算法能夠有效提取出清晰的胎兒心電信號，并