[发明专利]一种基于非负盲分离胎儿心电瞬时心率识别方法及系统

权利要求书

1.一种基于非负盲分离胎儿心电瞬时心率识别方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.对胎儿心电图机采集得到的心电信号进行预处理，其预处理过程包括小波去噪、利用相干平均法去掉心电信号中母亲心电成分获取胎儿心电信号，并其将胎儿心电信号变换到时频域，得到Choi-Williams谱和Born-Jordan谱，再将Choi-Williams谱和Born-Jordan谱变为非负频谱；

S2.利用非负矩阵分解进行盲分离，对胎儿心电信号的Choi-Williams谱和Born-Jordan谱进行处理，得到胎儿心电信号的非负时频分量；

S3.求取瞬时心率，包括峰值点检测和差分法求瞬时心率，其中峰值点检测是对所求胎儿心电信号的非负时频分量进行极大值检测，设定阈值；采用区间遍历法求心电信号区间的最大值，再求出心电曲线的所有峰值点；差分法求瞬时心率是将所求得心电曲线的所有峰值坐标进行换算，然后依次进行前向差分，再根据瞬时心率公式求得胎儿的瞬时心率。

2.根据权利要求1所述的基于非负盲分离胎儿心电瞬时心率识别方法，其特征在于，所述步骤S1中的小波去噪的具体实现方式为：采用Daubechies小波，小波基为db4，进行2级分解，取小波变换后的细节系数第二级信号xd1进行阈值去噪操作，去噪的阈值取信号幅度绝对值最大值的0.06～0.08倍；

利用相干平均法去掉心电信号中母亲心电成分的具体实现方式为：根据母亲心电信号成分的模板将心电信号中的母亲心电信号依次减去，所得心电信号为预处理后的胎儿心电信号；

所述信号变换到时频域的具体实现方式为：利用Choi-Williams时频变换和Born-Jordan时频变换对胎儿心电信号xd1进行处理得到Choi-Williams谱、Born-Jordan谱，然后分别与它们的共轭复数相乘即可得到非负Choi-Williams谱和Born-Jordan谱，记非负Choi-Williams谱为x₁，非负Born-Jordan谱为x₂，并将x₁和x₂合并为矩阵X＝[x₁,x₂]。

3.根据权利要求2所述的基于非负盲分离胎儿心电瞬时心率识别方法，其特征在于，所述步骤S3中峰值点检测的具体方式为：对胎儿心电图非负时频分量进行分解和取值，得到独立非负时频分量1和独立非负时频分量2，然后对独立非负时频分量1进行极大值检测，对结果进行观测，设定对应的阈值；采用区间遍历法求信号区间的最大值，再求出该曲线的所有峰值点；该步骤中采用阈值检测，阈值的定义如下：

p=μ1nΣi=1nβi]]>

其中，p为阈值，对取得的结果进行峰值观测，μ取0.3，为所有极值点β_i,i＝1,…,n的幅值的平均值。

4.根据权利要求3所述的基于非负盲分离胎儿心电瞬时心率识别方法，其特征在于，所述步骤S3中差分法求瞬时心率的具体方式为：将所求得曲线的所有峰值坐标进行换算，然后依次进行前向差分，再根据瞬时心率公式求得胎儿的瞬时心率；

其中瞬时心率为：

υ=60Δt]]>

Δt每两相邻峰值的时间间隔，即所求的υ为瞬时心率。