论文中文题名: | 复杂性测度在脉搏信号分析中的应用研究 |
姓名: | |
学号: | 18207205053 |
保密级别: | 公开 |
论文语种: | chi |
学科代码: | 085208 |
学科名称: | 工学 - 工程 - 电子与通信工程 |
学生类型: | 硕士 |
学位级别: | 工程硕士 |
学位年度: | 2021 |
培养单位: | 西安科技大学 |
院系: | |
专业: | |
研究方向: | 数字信号处理 |
第一导师姓名: | |
第一导师单位: | |
论文提交日期: | 2021-06-18 |
论文答辩日期: | 2021-06-05 |
论文外文题名: | Research on the Application of Complexity Mearsure in Pulse Signal Analysis |
论文中文关键词: | |
论文外文关键词: | Complexity ; Pulse signal ; Signal denoising ; Feature extraction ; Emotion recognition |
论文中文摘要: |
脉搏的产生来自于心脏的搏动,心脏的收缩舒张使血液通过动脉血管流动到达身体的各个组织器官和身体末梢。因此脉搏信号不仅反应了心脏的工作状态,也包含了身体内部各脏器的生理状况信息,这导致脉搏信号是一个包含众多不确定性因素的复杂信号。本文将复杂性测度引入脉搏信号预处理,特征提取和分类识别中,工作如下: 针对脉搏信号非线性且成分复杂的特点和样本熵对信号分量幅值变化不敏感的局限性,提出一种新的基于信息熵的复杂性测度方法——加权样本熵(Weighted Sample Entropy,WSE),该算法不仅可以检测出系统的变化,而且对信号分量的振幅变化比其他方法更敏感。 将加权排列熵(Weighted Permutation Entropy,WPE)与变分模态分解(Variational Mode Decomposition,VMD)相结合的方法应用于脉搏信号滤波。该算法通过获取本征模态分量(Intrinsic Mode Function,IMF)中心频率最大方差所对应的分解模态数和二次惩罚项对脉搏信号进行变分模态分解,通过筛选IMF的WPE排除主观选择参数带来的人为误差,实现了对信号的重构,去除了基线漂移和高频噪声。 将复杂性测度引入脉搏信号特征提取中,提出将样本熵、加权样本熵、排列熵、加权排列熵作为脉搏信号的特征。 在麻省理工学院提供的脉搏信号情感数据样本和自建的脉搏情感样本中,对比了加权样本熵、样本熵、排列熵和加权排列熵对不同情感的脉搏信号的区分能力。实验结果显示,本文提出的加权样本熵算法相对于另外三种熵算法,可以有效区分不同情感状态下的脉搏信号。 |
论文外文摘要: |
The pulse is generated from the beating of the heart. The contraction and relaxation of the heart allows blood to flow through the arteries to reach the various tissues and organs of the body and the ends of the body. Therefore, the pulse signal not only reflects the working state of the heart, but also contains information about the physiological conditions of the internal organs of the body. This results in the pulse signal being a complex signal containing many uncertain factors. In this thesis, complexity measurement is introduced into pulse signal preprocessing, feature extraction and classification and recognition. The work is as follows: Aiming at the nonlinearity and complex composition of the pulse signal and the limitation that the sample entropy is not sensitive to the change of the signal component amplitude, a new complexity measurement method based on information entropy-weighted sample entropy (WSE) is proposed in this thesis. This algorithm not only can detect system changes but also is more sensitive to changes in signal component amplitude than other methods. The method combining weighted permutation entropy (WPE) and variational mode decomposition (VMD) is applied to pulse signal filtering. The algorithm first performs the variational modal decomposition of the pulse signal by obtaining the decomposition mode number corresponding to the maximum variance of the center frequency of the intrinsic mode component (IMF) and the secondary penalty term, and eliminates the subjective selection parameters by filtering the WPE of the IMF, for human error. the signal is reconstructed to remove baseline drift and high-frequency noise. The complexity measure is introduced into the feature extraction of pulse signal, the sample entropy, weighted sample entropy (WSE), permutation entropy and weighted permutation entropy (WPE) are proposed as the features of pulse signal. Finally, the ability of weighted sample entropy is compared with sample entropy, permutation entropy and weighted permutation entropy to distinguish pulse signals of different emotions in the pulse signal emotion data samples provided by MIT and the pulse emotion samples built by ourselves. Experimental results show that the weighted sample entropy algorithm proposed in this thesis can effectively distinguish pulse signals in different emotional states compared with the other three entropy algorithms. |
参考文献: |
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中图分类号: | TP391.413 |
开放日期: | 2021-06-18 |