[发明专利]基于非负矩阵分解的J波提取和分析方法

说明书

技术领域

本发明涉及J波的提取和分析方法，具体为基于非负矩阵分解的J波提取和分析方法。

背景技术

J波是一种正常的心电图变异，当J波经过分析，从中提取J波的特性，医生再结合上临床病例，可更准确诊断室速、室颤、致命性的恶性心律失常等心室疾病，因此提取J波非常重要。虽然目前对心电信号处理的方法已经很成熟，但是从心电信号中提取J波源信号的方法还是比较少见，并且提取的精度不高，而且提取出来的J波要进行分析，就要从信号的数字特征上去研究J波，就得先把J波的源信号从心电信号中单独提取出来，若J波提取的精度不高对后期分析归类的准确度有了一定的影响，应用在临床上，就可能会对J波病人病情的诊断造成误诊；同时对J波的分析即通过带有J波的心电信号的心电图进行分析判断，这些判断只能局限于从心电信号的幅值、波形以及发生位置等方面进行，没有从信号处理角度出发去研究，因此存在判断误差。

发明内容

本发明为了解决现有的提取J波的方法的提取精度低和对J波的分析存在误差的问题，提供了基于非负矩阵分解的J波提取和分析方法。

本发明是采用如下的技术手段实现的：基于非负矩阵分解的J波提取和分析方法，包括以下步骤：

通过心电图机获取带有J波源信号的心电信号；

对心电信号的矩阵V进行预处理获取初值矩阵V₁、V₂：将心电信号的矩阵V中的正元素取出来，并构成一个新的初值矩阵V₁，心电信号的矩阵V中的正元素被取走而空余出来的位置全部补零，心电信号的矩阵V中的零元素和负元素构成的矩阵取绝对值后得到一个新的初值矩阵V₂；

由重构误差求得混合矩阵W和源信号矩阵H，选择基于主成分分析的初始化方法对W、H进行初始化，得到非负矩阵W'和H'：重构误差式中是心电信号的矩阵V中元素减去心电信号的矩阵V中元素的均值后的集合，E代表心电信号的矩阵V中元素的期望，当重构误差最小时，求得混合矩阵W和源信号矩阵H，采用基于主成分分析（PCA）的初始化方法对W、H进行初始化，再对初始化后的W、H进行非负性处理，即W中的元素w_ik=max(0,w_ik)，H中的元素h_kj=max(0,h_kj)，得到非负矩阵W'和H'；