嵌入式起搏心电信号压缩感知特性研究

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1、分类号：密级：论文编号：学号：50120812301重庆理工大学硕士学位论文嵌入式起搏心电信号压缩感知特性研究研究生：孟春艳指导教师：朱凌云副教授学位类型：学术学位学科专业：计算机应用技术研究方向：嵌入式系统及物联网技术培养单位：计算机科学与工程学院论文完成时间：2015年3月25号论文答辩日期：2015年5月28号CategoryNumber：LevelofSecrecy：SerialNumber：StudentNumber：50120812301Master'sDissertationofChongqingUniversityofTechnologyRese

2、archonCompressionSensingofPacemakerECGSignalinEmbeddedPostgraduate:MengChunyanSupervisor：A.Prof.ZhuLingyunDegreeCategory：AcademicDegreeSpecialty:ComputerAppliedTechnologyResearchDirection:EmbeddedsystemandtheinternetofthingstechnologyTrainingUnit:CollegeofComputerScienceandEngineerin

3、gThesisDeadline:March25,2015OralDefenseDate:May28,2015重庆理工大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师的指导下，独立进行研究所取得的成果3除文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果、作品。对本文的研究做出重要贡献的集体和个人，均己在文中以明确方式标明。本人承担本声明的法律后果。作者签名:学位论文使用授权声明本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人

4、授权重庆理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于（请在以下相应方框内打“v”)：1.保密□,在_年解密后适用本授权书。2.不保密k作者签名:曰期:沪丨y年6月户曰导师签名:曰期：xr年/月&曰摘要摘要随着医疗物联网的快速发展，利用穿戴式无线体域网、手机终端等实时监测心电图(Electrocardiograph,ECG)信号、血压、血氧等多生理参数，已变得非常便利、广泛。同时，对高频心电信号、起搏心电信号等复杂生理信号的无线感知和采集也提出更高需求。然而，上述两类心电信号

5、因固有频率较高，按传统奈奎斯特(Nyquist)定律，信号的采集数据量较大，所以，探索高效生理信号压缩的方法非常必要。在此，对起搏心电信号的压缩感知特性进行初步研究。论文主要研究工作有：第一，嵌入式环境下起搏心电信号的感知与传输利用穿戴式无线体域网或者手机终端等，实现起搏心电信号的感知与传输。通过蓝牙4.0模块实现起搏心电信号的近程无线传输，解除了传统有线传输带来的束缚，降低信号传输的错误率与丢失率。第二，设计起搏心电信号稀疏分解基函数首先对小波基函数的特性进行分析，然后选择典型小波基函数分别对信号进行稀疏分解。最终通过实验证明：当选择的小波基函数与起搏心电信号

6、具有相似特点时，信号的稀疏分解效果较好；并可知db小波、coiflet小波和symlet小波基函数，能对心电信号进行较好的稀疏表达。第三，起搏心电信号压缩感知的测量矩阵优化设计通过对常见测量矩阵构造方法及各自适用范围的研究，最终得出随机高斯测量矩阵更适于心电信号的降维观测，并为后续信号的精确重构提供理论依据和保障。第四，起搏心电信号嵌入式压缩感知的重构及其性能评测通过寻找合适的重构算法实现信号的精确重构，并对选择常见的性能评测标准对重构的性能进行评价。由实验结论可知：正交匹配追踪算法可以实现较好的信号重构效果，并且压缩感知信号的重构精度与压缩比、测量矩阵的M值密

7、切相关，为获得较高的重构精度，需要减小压缩比、增大M值，同时计算复杂度将会随之升高。关键词：起搏心电信号；压缩感知；稀疏分解；测量矩阵；重构精度IABSTRACTABSTRACTWiththerapiddevelopmentofmedicalInternetofthings,ithasbecomeveryconvenient,widethatreal-timemonitormultiplephysiologicalparameterssuchasECG(Electrocardiograph,ECG)signal,bloodpressureandbloodoxyg

8、enbywearable