起搏心電信號的壓縮感知重構(gòu)方法研究.pdf

1、傳統(tǒng)起搏器監(jiān)測方法受制于信號頻率、功耗、監(jiān)測方式等因素，因而在進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測時(shí)難以應(yīng)對大量起搏心電數(shù)據(jù)的采樣、處理與傳輸。壓縮感知理論可以進(jìn)行信號的低功耗采樣，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測終端的低功耗、高效率信號獲取，并在監(jiān)測終端利用相應(yīng)優(yōu)化算法恢復(fù)出逼近原始信號的重構(gòu)信號。本研究致力于探索一種適用于起搏心電信號的信號感知以及重構(gòu)方法，為以后利用壓縮感知技術(shù)實(shí)現(xiàn)起搏心電信號遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供技術(shù)支撐。
　　本課題主要結(jié)合了壓縮感知理論并針對起搏心電

2、信號自身特性，對其中的信號采樣、信號重構(gòu)等技術(shù)進(jìn)行理論及實(shí)驗(yàn)研究。主要從起搏心電的壓縮感知過程及重構(gòu)算法著手，重點(diǎn)針對噪聲環(huán)境下真實(shí)信號的不可知性，將有偏重構(gòu)的思想引入到重構(gòu)算法中，并通過實(shí)驗(yàn)測試以及理論證明，對提出的算法進(jìn)行多角度評測，驗(yàn)證了算法的有效性。主要的研究工作有：
　　第一，根據(jù)起搏心電信號特點(diǎn)，設(shè)計(jì)隨機(jī)稀疏的二值測量矩陣，并應(yīng)用于后續(xù)的信號感知以及重構(gòu)過程。
　　第二，基于分塊稀疏貝葉斯學(xué)習(xí)，對起搏心電信號的壓

3、縮感知進(jìn)行研究，探索該算法框架下的信號重構(gòu)。
　　第三，針對噪聲環(huán)境下的信號重構(gòu)問題，根據(jù)現(xiàn)有壓縮感知重構(gòu)算法的特點(diǎn)，結(jié)合嶺回歸有偏重構(gòu)思想改進(jìn)出適用于起搏心電信號的重構(gòu)算法，在重構(gòu)精度及重構(gòu)效率兩個(gè)方面相較于原有算法均有提升；并對嶺參數(shù)的優(yōu)化方法進(jìn)行研究以確定出噪聲環(huán)境下起搏心電信號重構(gòu)的最優(yōu)嶺參數(shù)值。
　　第四，對研究內(nèi)容中測量矩陣的設(shè)計(jì)效果及重構(gòu)算法的改進(jìn)成效進(jìn)行評價(jià)：對測量矩陣從感知效率、矩陣構(gòu)造等角度進(jìn)行對比；對重