基于独立分量分析的胎儿心电信号提取

研究独立分量分析方法在胎儿心电信号(FECG)提取中的应用,视胎儿心电信号与噪声为相互独立的信号源,采用FastICA算法,对来源于同一孕妇的观测信号进行独立分量分离,得到较为理想的FECG,实践证明：采用该方法提取FECG是一种有效的方法.

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第 2 8卷第 3期 20 0 7年 6月

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J u n lo o h n n t u e o ae o s ra c n d o lc r o e o r a fN ah C i a I si t fW t rC n ev n y a d Hy re e ti P w r t c

Jn 0 7 u .2 0

文章编号：0 2—5 3 ( 0 7 0 0 4 0 10 6 4 2 0 ) 3— 0 5— 3

基于独立分量分析的胎儿心电信号提取 刘清欣，万红 (. 1华北水利水电学院，南郑州 4 0 1; .州大学，南郑州 4 0 0 )河 501 2郑河 5 0 1

摘

要：究独立分量分析方法在胎儿心电信号 ( E G)取中的应用，胎儿心电信号与噪声为相互独立研 FC提视

的信号源，用 Fs C算法，来源于同一孕妇的观测信号进行独立分量分离，到较为理想的 F C实践采 at A l对得 E G, 证明：用该方法提取 F C采 E G是一种有效的方法 . 关键词：立分量分析；儿心电信号；源分离独胎盲 中图分类号： B 5 T5 1文献标识码： A

从复杂的背景中得到的观测信号，往是由不往 同信号源产生的多路信号的混合 .混合信号中分从离出需要的信号或提取某一信号特征即为盲源分离 B S BidSga S p rtn S ( l i l eaa o ) n n i或盲信号处理 B P S

1 I A基本原理 C 假定从Ⅳ个通道获得Ⅳ个观测信号 i i, (=l 2,,,…Ⅳ)每个观测信号是个独立源信号 s( =

( l d Sg a Poes g问题.立分量分析 IA Bi i l rcsi ) n n n独 C (n e ed n C mpn n A a s )一种从相互统 Id pn e t o oe t nl i是 ys

l2,, ),… 的线性混合，即 =

AS

计独立的非高斯信号经线性混合而产生的观测信号 中，提取出各自独立信号分量的方法 . 在传统的随机信号处理方法中，分量分析主 P A法 ( r c a C m oe t n l i)奇异值分解 C Pi i l o p nn a s、 np A ys

x=[ l 2…,Ⅳ, ,, ] S=[ls,,f

s,2… s]^ 式中：为观测信号矢量； S为源信号矢量；为Ⅳ A ×的未知混合矩阵. M

IA技术是在源信号及线性组合方式 A未知 C情况下，由观测信号分离出源信号 .变换仅做 Y=WX=W.= S A Z () 1

S D法 ( ig l a e D cm oio )基于信号 V Sn ua V l eo p sin是 r u t 的二阶统计特性的盲信号处理方法，除信号各去

分量间所存在的相关性，多应用于图像数据的压大 缩 . I A法则是基于信号的高阶统计特性，分而 C使解出的各个分量之间尽可能相互独立 .们大都基它

式中： Y=[。Y,, ;为 M×N矩阵.能找 Y,… Y] w若到一个合适的 W矩阵， z为单位阵，为单位阵使或 的常数倍， z的各元素的位置不一定符合单位阵或规律，要 z矩阵的每行中只有一个元素不为零即只可，号 y就与源信号 S相对应 (者最多在系数信两

于高斯信号假设，而现实信号往往不满足高斯假设 . 与其相比， A信号处理方式更接近于实际，已经 I C现 成为信息与信号处理等相关领域的一个研究热点 .

或相位上有所不同 )就从观测信号中分离出了， 源信号 S IA原理如图 l所示. .C

本文在对胎儿心电观测信号特点进行分析的基础 上，合 IA的快速算法 ( at A)对胎儿心电信结 C F sC, I号处理作了尝试 .步研究结果表明： A在用于胎初 I C儿心电信号处理，以实现胎J,. LD电信号提取、除干去扰等方面，一种有效的方法 .是

=l:混合矩阵A=解混合矩阵 wI y》 I jl:》 图 1 I A原理框图 C

对于以上描述的 IA模型， C如果没有关于 A和

收稿 1期：0 7— 2— 0修订日期：0 7—0 2 5 20 0 2; 1 20 4— 3

作者简介：清欣 (9 7一)女，南南阳人，北水利水电学院讲师，州大学电气工程学院在读硕士研究生，要从事控制刘 17,河华郑主 工程及控制技术方面的研究.

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