使用信噪比正则化LightGBM的腹部源胎儿心电信号提取方法OA北大核心
Method on Abdominal Electrode-Sourced FECG Extraction Utilizing the Improved LightGBM with Signal-to-Noise Ratio Regularization
胎儿心电信号(Fetal ElectroCardioGram,FECG)能反映胎儿健康状况.但是,由于其信噪比相对较低,FECG仍未能在临床上得到广泛应用.如何有效提取高质量的FECG仍是一个巨大挑战.为此,本文提出一种使用信噪比正则化LightGBM(Light Gradient Boosting Machine)模型的FECG提取方法.针对原始母体腹壁混合信号,首先使用传统滤波方法进行噪声抑制,然后再使用快速独立成分分析(Fast Independent Component Analysis,FastICA)从中分离得到母体心电信号(Maternal ElectroCardioGram,MECG)估计和FECG估计,FECG估计中残留的MECG成分是MECG的一种非线性变换.改进传统LightGBM模型,在目标函数中增加FECG的基于互相关系数的信噪比作为正则项,构建信噪比正则化LightGBM模型,并使用该模型拟合这一非线性变换.将MECG估计经由所拟合的非线性变换得到MECG成分的最优估计,并将其抑制,提取得到高质量的FECG.采用真实腹部源心电信号数据集进行实验,结果显示本文提出的方法的灵敏度为99.9％,阳性预测值为99.1％,F1分数为99.5％,基于互相关系数与基于特征值分析的信噪比分别为6.0 dB和6.1 dB.实验结果表明,本文提出的方法是有效的且具有更好的性能.
韩亮;蔡文涛;蒲秀娟;罗统军;黄谦
重庆大学微电子与通信工程学院,重庆400044生物感知与智能信息处理重庆市重点实验室,重庆400044重庆大学微电子与通信工程学院,重庆400044重庆大学微电子与通信工程学院,重庆400044生物感知与智能信息处理重庆市重点实验室,重庆400044
信息技术与安全科学
胎儿心电信号FastICA基于互相关系数的信噪比正则化LightGBM
《电子学报》 2022 (8)
基于仿生原理与分形几何的高灵敏度电子鼻气味感知方法研究
1793-1800,8
国家自然科学基金(No.62171066)重庆市基础与前沿研究计划项目(No.cstc2016jcyjA0376)
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