[發明專利]一種基于相似度閾值遷移的多尺度Dtw-BiLstm-Gan心電信號生成方法

在審

• 申請號: 202210032913.6
• 申請日: 2022-01-12
• 公開（公告）號: CN114469120A
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 王琳;宋欣東
• 申請（專利權）人: 大連海事大學
• 主分類號: A61B5/318
• 分類號: A61B5/318;A61B5/352;A61B5/00;G06K9/00;G06K9/62;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 姜威威;李洪福

1.一種基于相似度閾值遷移的多尺度Dtw-BiLstm-Gan心電信號生成方法，其特征在于：包括以下步驟：

獲取心電信號數據；

對心電信號數據進行預處理，提取出心電信號，從提取的心電信號中分類出S類心拍樣本和V類心拍樣本，由S類心拍樣本構建S數據集，由V類心拍樣本構建V數據集，并分別將S、V數據集按照比例劃分為訓練集數據、驗證集數據和測試集數據；

由生成器、判別器、相似度判別器構成得到多尺度Dtw-BiLstm-Gan模型；

V類心拍樣本訓練集在多尺度Dtw-BiLstm-Gan模型中預訓練，得到的生成器與鑒別器的權重；基于V類心拍樣本數據集上預訓練得到的生成器與鑒別器的權重，將生成器與鑒別器的權重遷移至S類心拍樣本訓練集上作為訓練多尺度Dtw-BiLstm-Gan的初始權重，采用S類心拍樣本訓練集完成對多尺度Dtw-BiLstm-Gan模型的訓練，得到訓練好之后的S類心拍樣本的多尺度Dtw-BiLstm-Gan模型；

基于訓練之后的S類心拍樣本的多尺度Dtw-BiLstm-Gan模型中的生成器模型生成批次的偽S類心拍樣本心電信號，將偽S類心拍樣本心電信號與原始的S類心拍樣本心電信號通過DTW算法進行相似度測試。

2.根據權利要求1所述的基于相似度閾值遷移的多尺度Dtw-BiLstm-Gan心電信號生成方法，其特征在于：對心電信號數據進行預處理，提取出心電信號，從提取的心電信號中分類出S類心拍樣本和V類心拍樣本，由S類心拍樣本構建S數據集，由V類心拍樣本構建V數據集，并分別將S、V數據集按照比例劃分為訓練集數據、驗證集數據和測試集數據；包括以下步驟：

對心電信號構成的數據集采取N尺度小波變換對信號進行去噪處理，得到去噪后的心電信號；

從去噪后的心電信號取R峰的固定步長范圍內的心電信號，作為一個心拍樣本，構建一個含有M個心拍樣本的數據集；

按照AAMI標準將含有M個心拍樣本的數據集劃分為正常搏動即N類心拍樣本、室上異位波動即S類心拍樣本、室性異位搏動即V類心拍樣本、融合搏動即F類心拍樣本共計四個類別的心拍樣本數據集；

將V類心拍樣本數據集按照8：1：1的比例劃分為V類心拍樣本訓練集、V類心拍樣本驗證集與V類心拍樣本測試集，將S類心拍樣本數據集按照8：1：1的比例劃分為S類心拍樣本訓練集、S類心拍樣本驗證集與S類心拍樣本測試集。

3.根據權利要求1所述的基于相似度閾值遷移的多尺度Dtw-BiLstm-Gan心電信號生成方法，其特征在于：所述生成器包括：

獲取增強心電信號前后時間序列相關性的時序信息單元；

對增強前后時間序列相關性的心電信號進行提取多尺度特征及平滑去噪的雙通道結構；

所述雙通道結構包括通道I和通道II；將通道I和通道II進行融合，獲得融合之后對心電信號特征；

對融合后的心電信號特征進行信號上采樣及信號特征提取的上采樣單元；

所述上采樣單元包括若干上采樣層和所述若干個特征提取單元；

所述若干上采樣層和所述若干個特征提取單元交替級聯。

4.根據權利要求1所述的基于相似度閾值遷移的多尺度Dtw-BiLstm-Gan心電信號生成方法，其特征在于：所述鑒別器包括：若干個特征提取單元、若干個最大池化層、小批量判別層和全連接層；

通過若干個特征提取單元與若干個最大池化層交替級聯，構建用于信號特征的提取以及降維的第一通道，

通過小批量判別層搭建使生成的信號具備多樣性的第二通道；

將所述第一通道和所述第二通道相融合，在通道融合之后銜接所述全連接層，所述第一通道和第二通道以及全連接層構成多尺度Dtw-BiLstm-Gan的鑒別器。