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一种基于轻量级BERT-TCN神经网络模型的ECG智能分类算法制造技术

技术编号:43071966 阅读:47 留言:0更新日期:2024-10-22 14:47
本发明专利技术提出了一种基于轻量级BERT‑TCN神经网络模型的ECG智能分类算法。其步骤如下:1.数据预处理:使用带通滤波器和五点平滑滤波器去除基线漂移和高频噪声,同时采用IIR数字滤波器去除50Hz的工频干扰,并提取心电图的形态特征。2.时间特征提取:通过计算当前R波峰与相邻R波峰位置间隔,提取RR间期时间特征。3.心电数据扩充:利用SMOTE算法对少数类样本生成新的合成样本,增强ECG数据。4.轻量级BERT‑TCN模型构建:设计轻量级BERT‑TCN模型对时间和形态特征通过TCN卷积和轻量级BERT模块,分别捕捉心电信号的局部时序特征和全局时序特征,实现对心电信号的智能分类。本发明专利技术利用SMOTE算法增强了ECG数据,通过轻量级BERT‑TCN模型挖掘心电信号隐藏的非线性关系,提高了心律失常分类的准确率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于生物医学信号处理领域,具体涉及一种使用轻量级bert-tcn神经网络对心电图(ecg)数据进行分析和分类的算法,旨在提高心律失常检测的准确率。


技术介绍

1、目前,计算机辅助的心律失常分类方法有很多。首先是传统的模式识别方法,处理过程主要包括数据预处理、特征提取、心律失常分类。其中特征提取方法主要包括频率分析、小波变换(wavelet trans-form,wt)、主成分分析(principal component analysis,pca)和独立成分分析(independent component analysis,ica)等,而心律失常分类方面,主要包括支持向量机(support vector machine,svm)、决策树(decisiontree,dt)、动态贝叶斯网络(dynamic bayesian network,dbn)和随机森林(random forest,rf)等。虽然这些方法取得了良好的效果,但传统机器学习算法通常需要手动提取特征,这对于心电信号等复杂数据的数据可能会带来挑战,同时在数据分布不平衡的情况下,泛化能力较差本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于轻量级BERT-TCN神经网络模型的ECG智能分类算法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的ECG智能分类算法,其特征在于,所述带通滤波器和五点平滑滤波算法用于对ECG信号进行去噪处理,能够有效去除高频和低频噪声,以减少噪声对分类结果的干扰和还原心电信号原始数据。

3.根据权利要求1所述的ECG智能分类算法,其特征在于,所述Pan-Tompkins算法通过差分滤波、平方处理和阈值筛选,能够准确定位R波峰和提取RR间期特征,主要提取当前R波峰与前一个周期和后一个周期的距离特征,即前RR间期特征和后RR间期特征。

4.根据权利要...

【技术特征摘要】

1.一种基于轻量级bert-tcn神经网络模型的ecg智能分类算法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的ecg智能分类算法,其特征在于,所述带通滤波器和五点平滑滤波算法用于对ecg信号进行去噪处理,能够有效去除高频和低频噪声,以减少噪声对分类结果的干扰和还原心电信号原始数据。

3.根据权利要求1所述的ecg智能分类算法,其特征在于,所述pan-tompkins算法通过差分滤波、平方处理和阈值筛选,能够准确定位r波峰和提取rr间期特征,主要提取当前r波峰与前一个周期和后一个周期的距离特征,即前rr间期特征和后rr间期特征。

4.根据权利要求1所述的ecg智能分类算法,其特征在于,所述轻量级bert-tcn模型使用较少层数的encoder编码器,确保模型使用了较少的参数量,以提高模型的高效性。

5.根据权利要求1所述的ecg智能分类算法,其特征在于,所述轻量级bert-tcn模型在每一个时序卷积和多头自注意力机制后加上relu激活函数和dropout正则化层,以提高模型的泛化能力和防止过拟合。

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【专利技术属性】
技术研发人员:李润川韩新超夏元清路世旭申圣亚张书钦王宗敏杨关
申请(专利权)人:中原工学院
类型:发明
国别省市:

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