基于多核多尺度卷积神经网络的心电成分分类算法研究_毕业论文.pdf

重庆邮电大学硕士学位论文 目录

IV

目录

图录 .............................................................................................................................. VII

表录 ............................................................................................................................ VIII

注释表 ........................................................................................................................... IX

第 1 章 绪论 ................................................................................................................... 1

1.1 研究背景和意义 ............................................................................................... 1

1.1.1 研究背景 ................................................................................................. 1

2.1 心电波形和基本成分 ....................................................................................... 8

2.2 神经网络结构分析 ......................................................................................... 10

2.2.1 神经网络结构 ....................................................................................... 11

2.2.2 卷积神经网络结构 ............................................................................... 13

2.3 心电成分卷积神经网络分类算法 ................................................................. 16

2.4 本章小结 ......................................................................................................... 17

第 3 章 心电成分样本预处理 ..................................................................................... 18

3.1 原始心电信号的选择与去噪 ......................................................................... 18

3.1.1 心电信号数据库的选择和分类标准 ................................................... 18

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V

3.1.2 心电信号的小波去噪 ........................................................................... 21

3.3.2 多比例扩增分类 ................................................................................... 30

3.4 本章小结 ......................................................................................................... 30

第 4 章 基于单核尺度 CNN 心电成分分类算法设计 ............................................... 31

4.1 基于单核尺度 CNN 心电成分分类 ............................................................... 31

4.2 实验结果与分析 .............................................................................................. 32

4.2.1 实验过程 ............................................................................................... 32

4.2.2 结果分析 ............................................................................................... 33

4.3 本章小结 ......................................................................................................... 35

第 5 章 基于多核多尺度 CNN 心电成分识别算法的设计 ....................................... 36

5.1 多核多尺度 CNN 分类算法设计 .................................................................... 37

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VI

6.2 课题展望 ......................................................................................................... 47

重庆邮电大学硕士学位论文 图录

VII

图录

图 2.1 单心拍波形 ......................................................................................................... 9

图 2.2 机器学习衍生关系图 ....................................................................................... 10

图 2.3 神经网络结构图 ............................................................................................... 11

图 2.4 常用激活函数图 ............................................................................................... 12

图 2.5 CNN 结构图 ....................................................................................................... 14

图 2.6 卷积过程 ........................................................................................................... 15

图 2.7 最大池化过程 ................................................................................................... 16

图 3.1 心电成分预处理流程 ....................................................................................... 18

图 3.2 十二导联连接方式 ........................................................................................... 21

图 3.3 十二导联心电图 ............................................................................................... 21

图 4.2 50-90%比例灵敏度趋势图 ................................................................................ 34

图 5.1 心电分类总体划分结构图 ............................................................................... 37

图 5.2 多核多尺度 CNN 模型图 ................................................................................. 38

图 5.3 k 折交叉验证方式 ............................................................................................. 39

图 5.4 三次交叉验证选择策略 ................................................................................... 40

图 5.5 算法的准确度和损失关系图 ........................................................................... 42

图 5.6 训练结果混淆矩阵图 ........................................................................................ 43

重庆邮电大学硕士学位论文 表录

VIII

表录

表 3.1 CPSC 数据记录表 .............................................................................................. 19

表 3.2 四种心电数据集对比 ....................................................................................... 20

表 3.3 AAMI 分类标准 ................................................................................................. 20

表 3.4 MIT-BIH 检测 R 波结果 ................................................................................... 27

表 3.5 原始样本数量 ................................................................................................... 28

表 3.6 不同比例扩增统计表 ....................................................................................... 30

表 4.1 50%N 类样本扩增分析结果 ............................................................................. 33

表 4.2 70%N 类样本扩增分析结果 ............................................................................. 33

表 4.3 90%N 类样本扩增分析结果 ............................................................................. 33

表 4.4 单核尺度 CNN 模型实验数据表 ..................................................................... 34