收藏本站
《桂林电子科技大学》 2018年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于高阶统计量的BCG信号特征分析与识别

王曼  
【摘要】:在当今社会,由于工作压力大、环境污染及食品安全等因素的影响,现代人很容易出现突发心脏问题,心脏健康问题越来越受到人们重视,因此人们对医院以外心脏活动日常监测的需求日益增加。而心冲击图信号(Ballistocardiogram,BCG)作为一种非创伤、无感觉心脏活动检测方法,适合用于家庭日常心脏监护。心脏收缩时血液从血管中喷射引起皮肤表面振动,将这种周期性微弱振动记录下来就是心冲击图信号。本文设计了一种基于压电薄膜传感器的坐式BCG信号联合采集系统,能在无感觉状态下采集受试者运动前、后的BCG信号。对不同状态下的信号进行特征提取、特征分析与模式识别,建立BCG信号的状态模型,为进一步的诊断及治疗等提供辅助。论文主要工作如下:(1)BCG信号时域特征的分析和提取。对采集的BCG信号进行预处理后,在局部极大值法定位J波的基础上,提出一种阈值判断法,能准确标记幅度较小的H、I、K、L波,实验结果表明本文提出的方法能准确标记BCG波群特征点。分别用BCG信号和脉搏信号计算运动前、后的心率,结果表明两种信号计算的心率差异较小,证明了BCG信号采集系统有良好的鲁棒性。分析并提取了H-I、I-J、J-K、I-K、H-L波的时间间隔和JK/IJ幅值比,比较运动前后BCG信号心率差异、时间间隔的差异。此外,由BCG信号是振动信号的原理,提取了能量、均方根、峰值系数等时域特征。(2)BCG信号高阶统计量特征的分析与提取。与方差、协方差、功率谱等传统二阶统计量相比,高阶统计量不但保留了信号的幅度信息,同时也保留了非平稳信号的相位信息。由于高阶统计量已在脑电信号、心电信号等生理信号分析上取得了不错效果,本文提出将高阶统计量分析法应用到BCG信号的分析当中,利用双谱分析运动前、后BCG信号的非线性耦合现象,分析BCG信号双谱幅值三维图、平面图,双谱相位三维图、平面图。针对双谱分析计算量大的缺点,提出采用计算量更小的双谱切片分析方法,分析了BCG信号切片谱的幅值和相位,提取了BCG信号切片谱幅值最大值,切片谱平均相位。此外还对偏度系数,峭度,峭度因子等高阶统计量特征进行了分析。实验结果表明运动前、后BCG信号高阶统计量特征有显著差异。(3)基于小波变换多分辨分析的BCG信号特征分析和提取。为了进一步详细研究BCG信号特性,提出一种基于小变换的BCG信号双谱分析与特征提取方法,对运动前、后的信号进行小波分解,在不同的频域子带对BCG信号进行特征分析与研究。本文采用db5小波对BCG信号进行6层分解,对分解后的子带小波系数重构得到子带BCG信号,分析每层子带信号的频谱。利用双谱和切片谱分析子带BCG信号,通过实验结果对比分析,本文选取了各子带能量和子带信号切片谱幅值最大值作为BCG信号模式识别的特征。(4)建立基于BP神经网络的BCG信号分类模型。对BP网络进行参数优化,以本文所选择的33个特征参数作为输入时识别率为79.5%;选出使识别率最高的特征参数组合作为网络的输入,最终网络综合识别率达到83.332%。本文利用优化的BP神经网络模型,对脉搏信号和BCG信号进行分类识别对比实验,结果显示本文提取的特征和建立的分类模型具有良好的稳定性和适用性。
【学位授予单位】:桂林电子科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:R540.4;TN911.7

【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张桂才,史铁林,杨叔子;基于高阶统计量的机械故障特征提取方法研究[J];华中理工大学学报;1999年03期
2 王树勋;高阶统计量在系统理论中的应用[J];自动化学报;1994年06期
3 胡广书,王俊峰;癫痫发作前脑电行为的高阶统计量分析[J];中国生物医学工程学报;1998年02期
4 郭皓;黄华;;利用高阶统计量进行心肺音信号的盲分离[J];生物医学工程学杂志;2009年02期
5 张新卫;闫佩君;;基于高阶统计量的系统的盲辨识[J];现代电子技术;2006年23期
6 王子民;王曼;刘振丙;伍锡如;;基于高阶统计量的BCG信号特性分析[J];桂林电子科技大学学报;2018年05期
7 李克,邬书跃,张尔扬;CDMA系统中智能天线阵的高阶统计量分析[J];通信技术;2001年01期
8 何莹;吴效明;岑人经;周静;;基于高阶统计量的心音信号分析[J];微计算机信息;2007年04期
9 王子民;王曼;刘振丙;伍锡如;;基于高阶统计量的BCG信号特性分析[J];桂林电子科技大学学报;2018年05期
10 李亚峻;李月;高颖;;基于双谱幅值和相位重构的地震子波提取[J];地球物理学进展;2007年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 吴招才;刘天佑;;基于高阶统计量的小波阈值消噪方法[A];中国地球物理学会第22届年会论文集[C];2006年
2 郑鹏;田莉;刘郁林;陈金召;;基于高阶统计量和实数编码遗传算法的盲均衡方法研究[A];现代通信理论与信号处理进展——2003年通信理论与信号处理年会论文集[C];2003年
3 杨涛;刘庆生;李西京;付媛媛;;高阶统计量方法在提取震磁异常中的应用[A];中国地球物理学会第二十届年会论文集[C];2004年
4 翟逸群;黄建国;张群飞;雷开卓;;基于高阶统计量的高动态微弱信号检测[A];第七届全国信号和智能信息处理与应用学术会议会刊[C];2013年
5 王家映;;高阶统计量在大地电磁资料处理中的应用研究[A];2001年中国地球物理学会年刊——中国地球物理学会第十七届年会论文集[C];2001年
6 周云龙;徐驰;周红娟;;高阶统计量在气液两相流压力与压差信号对比分析中的应用[A];第三届全国虚拟仪器大会论文集[C];2008年
7 石殿祥;陈树凯;郑天才;任义庆;;用高阶统计量估算非最小相位地震子波[A];1998年中国地球物理学会第十四届学术年会论文集[C];1998年
8 吴朝阳;窦慧晶;董大庆;;一种基于高阶统计量的语音激活检测算法[A];第十四届全国信号处理学术年会(CCSP-2009)论文集[C];2009年
9 杨琳;李家庆;;空间谱估计方法在测向中的应用[A];第十一届全国信号处理学术年会(CCSP-2003)论文集[C];2003年
10 杨晓;王华庆;徐新韬;李岭阳;;基于高阶统计量分形维数的压缩机故障诊断[A];2015年中国机械工程学会设备与维修工程分会学术年会论文集[C];2015年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 赵明阳;高阶统计量技术在两相流检测中应用研究[D];浙江大学;2005年
2 王波;基于高阶统计量与分数低阶统计量的近场源定位方法研究[D];吉林大学;2006年
3 胡啸;基于二阶及高阶统计量的数字接收机非线性盲辨识技术[D];华中科技大学;2011年
4 赵知劲;统计通信信号处理技术研究[D];西安电子科技大学;2009年
5 李伟华;半导体器件噪声频域和时域分析的新方法研究[D];西安电子科技大学;2010年
6 许燕斌;基于电阻成像技术的水平管气液两相流研究[D];天津大学;2009年
7 侯慧娟;基于电磁波天线阵列的变电站局部放电信号处理及定位方法[D];上海交通大学;2014年
8 郑霖;脉冲超宽带通信中的多用户检测方法研究[D];西安电子科技大学;2007年
9 郭业才;基于高阶统计量的水下目标动态谱特征增强研究[D];西北工业大学;2003年
10 钱真;视频多模态信息处理的关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王曼;基于高阶统计量的BCG信号特征分析与识别[D];桂林电子科技大学;2018年
2 张义军;基于高阶统计量的舰船辐射噪声特征提取及分类识别研究[D];西北工业大学;2001年
3 郑燕双;基于高阶统计量的合成图像鉴别方法[D];上海交通大学;2009年
4 许丹;基于高阶统计量的盲均衡理论与算法研究[D];安徽大学;2006年
5 梁清泉;基于高阶统计量的波达方向估计技术的研究[D];西北工业大学;2002年
6 郭庆丰;高阶统计量在滚动轴承故障诊断中的应用[D];电子科技大学;2013年
7 王涛;非高斯噪声信号的检测与估计理论研究[D];新疆大学;2011年
8 吕婧一;高阶统计量分析及其应用研究[D];北京邮电大学;2014年
9 张晓云;高阶统计量在水雷目标特征提取中的应用[D];哈尔滨工程大学;2008年
10 王艳灵;基于双谱的漏磁检测信号处理方法[D];华中科技大学;2007年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026