基于突變點(diǎn)檢測(cè)的病理信號(hào)分析方法研究與應(yīng)用
發(fā)布時(shí)間:2021-10-25 00:46
隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,我們步入了“數(shù)據(jù)爆炸”時(shí)代,各行業(yè)每天產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)不斷累積,也形成了企業(yè)、社會(huì)的無(wú)形資產(chǎn)。海量的數(shù)據(jù)包含潛在的各種各樣有價(jià)值的信息,越來(lái)越受到社會(huì)各界的重視,數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)應(yīng)用而生。由于時(shí)序數(shù)據(jù)流體量大,連續(xù)性強(qiáng)且模態(tài)各異,如何對(duì)其進(jìn)行快速分析,挖掘有價(jià)值的信息成為一個(gè)研究熱點(diǎn)。數(shù)據(jù)流突變點(diǎn)檢測(cè)技術(shù)作為數(shù)據(jù)挖掘的一個(gè)分支,可以從數(shù)據(jù)整體分布出發(fā),過(guò)濾掉大多數(shù)常態(tài)數(shù)據(jù),快速定位突變點(diǎn)位置,分析突變?cè)蚣扒昂髷?shù)據(jù)波動(dòng)情況。其中,滑動(dòng)窗口模型可以對(duì)數(shù)據(jù)流進(jìn)行分割,形成若干子窗口分別分析,有效的提高了數(shù)據(jù)處理能力和突變點(diǎn)檢測(cè)速率。突變點(diǎn)檢測(cè)算法的性能,滑動(dòng)窗口大小及其更新方式都是影響數(shù)據(jù)挖掘的重要因素。神經(jīng)系統(tǒng)疾病,如癲癇、心臟疾病等具有高發(fā)病率、高殘疾率和高死亡率特點(diǎn),是一種威脅人類生命安全的主要疾病,此類疾病病理信號(hào)作為一種代表性的大數(shù)據(jù)量時(shí)序數(shù)據(jù),對(duì)其分析檢測(cè)時(shí)耗時(shí)和精確度都有較高的要求。本文針對(duì)上述現(xiàn)狀,以突變點(diǎn)檢測(cè)算法和滑動(dòng)窗口模型為基礎(chǔ),提出建立時(shí)序數(shù)據(jù)波動(dòng)向量的理論,給出了基于波動(dòng)向量的兩種模板匹配算法,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)海量時(shí)序數(shù)據(jù)的快速分析。并選擇癲癇腦電信...
【文章來(lái)源】:東華大學(xué)上海市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:71 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
Haar小波K級(jí)分解示意圖
基于突變點(diǎn)檢測(cè)的病理信號(hào)分析方法研究與應(yīng)用11根據(jù)分解的k,jcA和k,jcD,我們可以構(gòu)建兩個(gè)矩陣,分別為均值矩陣McA和差值矩陣McD[66],表示為:1,11,/2,,1......000nkjmcAcAMcAcAcA(2-16)1,11,/2,,1......000nkjmcDcDMcDcDcD(2-17)其中20kmlogn,12kjn。如果時(shí)序數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度n是為2的整冪次方,則第k級(jí)分解的第個(gè)j均值分量和差值分量所對(duì)應(yīng)的原數(shù)據(jù)可以由數(shù)學(xué)關(guān)系計(jì)算得出:k,j1cA()(2)^biiazk(2-18)k,j11cD()(2)^cbLRLaRczzk(2-19),,1,(z,z)z,...,z,z,...,kjkjLRaccbcAcDz(2-20)其中211kaj,2*kbj,12*12kkcj。得到均值參數(shù)矩陣McA和差值參數(shù)矩陣McD后,可以建立均值二叉樹(shù)TcA和差值二叉樹(shù)TcD。具體做法是分別將McA和McD映射到均值二叉樹(shù)TcA和差值二叉樹(shù)TcD的各層非葉子節(jié)點(diǎn)上,同時(shí),葉子節(jié)點(diǎn)直接來(lái)自Z中的元素形成如下的結(jié)構(gòu):圖2-2均值二叉樹(shù)TcA
基于突變點(diǎn)檢測(cè)的病理信號(hào)分析方法研究與應(yīng)用13圖2-3國(guó)際通用10-20腦電圖標(biāo)準(zhǔn)電極放置法一般健康人的EEG幅值較低且波動(dòng)穩(wěn)定,癲癇發(fā)作時(shí)波動(dòng)劇烈,幅值瞬間可達(dá)到1000μV。腦電信號(hào)按照頻率可以分為δ、θ、α、β、γ五種波形[69],都有大量的醫(yī)學(xué)研究和臨床數(shù)據(jù)作為劃分的依據(jù)。每種腦電波都有其各自的意義和價(jià)值,具體為:表2-1常見(jiàn)腦電波形及其特征2.4.2癲癇腦電信號(hào)特征目前,腦電圖是癲癇診斷治療中最常用,最具有參考價(jià)值的手段[70],癲癇發(fā)作期間腦電信號(hào)特征對(duì)診斷具有重要意義。因此,熟悉和了解癲癇腦電信號(hào)特點(diǎn)[71],如幅值、頻率、波形等對(duì)癲癇分析檢測(cè)和模式匹配研究具有重要的意義。癲癇腦電信號(hào)是指那些明顯和正常腦電信號(hào)不同的腦電信號(hào),在臨床上通常通過(guò)是否出現(xiàn)幾種特征波形來(lái)進(jìn)行判斷。常見(jiàn)的癲癇腦電波形特征及其特點(diǎn)如表2-2所示。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]大數(shù)據(jù)技術(shù)在經(jīng)濟(jì)運(yùn)行監(jiān)測(cè)分析中的應(yīng)用[J]. 戎天. 中國(guó)經(jīng)貿(mào)導(dǎo)刊(中). 2020(04)
[2]一種快速的突變點(diǎn)在線檢測(cè)算法設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 鄒俊晨,齊金鵬,李娜,劉佳倫,朱厚杰. 電子科技. 2020(08)
[3]我國(guó)醫(yī)療行業(yè)大數(shù)據(jù)應(yīng)用現(xiàn)狀及政策建議[J]. 徐志祥,王瑩. 中國(guó)衛(wèi)生信息管理雜志. 2017(06)
[4]基于多級(jí)Haar小波變換與KS統(tǒng)計(jì)的突變點(diǎn)快速探測(cè)方法[J]. 宋巧紅,齊金鵬,張煜. 計(jì)算機(jī)工程. 2018(05)
[5]大數(shù)據(jù)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展動(dòng)態(tài)分析[J]. 王軍,劉金輝. 電子技術(shù)與軟件工程. 2015(23)
[6]時(shí)間序列異常點(diǎn)及突變點(diǎn)的檢測(cè)算法[J]. 蘇衛(wèi)星,朱云龍,劉芳,胡琨元. 計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展. 2014(04)
[7]大數(shù)據(jù)應(yīng)用的現(xiàn)狀與展望[J]. 張引,陳敏,廖小飛. 計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展. 2013(S2)
[8]基于滑動(dòng)窗口的Top-K概率頻繁項(xiàng)查詢算法研究[J]. 王爽,王國(guó)仁. 計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展. 2012(10)
[9]傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流異常數(shù)據(jù)檢測(cè)與修正[J]. 楊杰,白洋. 齊齊哈爾大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2009(06)
[10]關(guān)于我國(guó)上證指數(shù)突變點(diǎn)的研究[J]. 王維國(guó),王霞. 統(tǒng)計(jì)與決策. 2008(21)
博士論文
[1]大數(shù)據(jù)的社會(huì)價(jià)值與戰(zhàn)略選擇[D]. 張?zhí)m廷.中共中央黨校 2014
碩士論文
[1]基于數(shù)據(jù)挖掘的移動(dòng)用戶行為分析系統(tǒng)的構(gòu)建[D]. 陳紅.南京郵電大學(xué) 2018
[2]基于多路搜索的時(shí)序突變異常快速分析[D]. 艾辣椒.東華大學(xué) 2018
[3]一種數(shù)據(jù)流突變點(diǎn)快速探測(cè)算法的研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 宋巧紅.東華大學(xué) 2018
[4]我國(guó)股票市場(chǎng)結(jié)構(gòu)突變的貝葉斯研究[D]. 殷思宇.湖南大學(xué) 2015
[5]滑動(dòng)窗口模型下的數(shù)據(jù)流自適應(yīng)異常檢測(cè)方法研究[D]. 龐景月.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013
[6]癲癇腦電信號(hào)的提取與識(shí)別[D]. 宋煥榮.大連理工大學(xué) 2012
[7]中國(guó)股票市場(chǎng)股指波動(dòng)的突變性分析[D]. 侯有英.大連海事大學(xué) 2010
本文編號(hào):3456320
【文章來(lái)源】:東華大學(xué)上海市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:71 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
Haar小波K級(jí)分解示意圖
基于突變點(diǎn)檢測(cè)的病理信號(hào)分析方法研究與應(yīng)用11根據(jù)分解的k,jcA和k,jcD,我們可以構(gòu)建兩個(gè)矩陣,分別為均值矩陣McA和差值矩陣McD[66],表示為:1,11,/2,,1......000nkjmcAcAMcAcAcA(2-16)1,11,/2,,1......000nkjmcDcDMcDcDcD(2-17)其中20kmlogn,12kjn。如果時(shí)序數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度n是為2的整冪次方,則第k級(jí)分解的第個(gè)j均值分量和差值分量所對(duì)應(yīng)的原數(shù)據(jù)可以由數(shù)學(xué)關(guān)系計(jì)算得出:k,j1cA()(2)^biiazk(2-18)k,j11cD()(2)^cbLRLaRczzk(2-19),,1,(z,z)z,...,z,z,...,kjkjLRaccbcAcDz(2-20)其中211kaj,2*kbj,12*12kkcj。得到均值參數(shù)矩陣McA和差值參數(shù)矩陣McD后,可以建立均值二叉樹(shù)TcA和差值二叉樹(shù)TcD。具體做法是分別將McA和McD映射到均值二叉樹(shù)TcA和差值二叉樹(shù)TcD的各層非葉子節(jié)點(diǎn)上,同時(shí),葉子節(jié)點(diǎn)直接來(lái)自Z中的元素形成如下的結(jié)構(gòu):圖2-2均值二叉樹(shù)TcA
基于突變點(diǎn)檢測(cè)的病理信號(hào)分析方法研究與應(yīng)用13圖2-3國(guó)際通用10-20腦電圖標(biāo)準(zhǔn)電極放置法一般健康人的EEG幅值較低且波動(dòng)穩(wěn)定,癲癇發(fā)作時(shí)波動(dòng)劇烈,幅值瞬間可達(dá)到1000μV。腦電信號(hào)按照頻率可以分為δ、θ、α、β、γ五種波形[69],都有大量的醫(yī)學(xué)研究和臨床數(shù)據(jù)作為劃分的依據(jù)。每種腦電波都有其各自的意義和價(jià)值,具體為:表2-1常見(jiàn)腦電波形及其特征2.4.2癲癇腦電信號(hào)特征目前,腦電圖是癲癇診斷治療中最常用,最具有參考價(jià)值的手段[70],癲癇發(fā)作期間腦電信號(hào)特征對(duì)診斷具有重要意義。因此,熟悉和了解癲癇腦電信號(hào)特點(diǎn)[71],如幅值、頻率、波形等對(duì)癲癇分析檢測(cè)和模式匹配研究具有重要的意義。癲癇腦電信號(hào)是指那些明顯和正常腦電信號(hào)不同的腦電信號(hào),在臨床上通常通過(guò)是否出現(xiàn)幾種特征波形來(lái)進(jìn)行判斷。常見(jiàn)的癲癇腦電波形特征及其特點(diǎn)如表2-2所示。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]大數(shù)據(jù)技術(shù)在經(jīng)濟(jì)運(yùn)行監(jiān)測(cè)分析中的應(yīng)用[J]. 戎天. 中國(guó)經(jīng)貿(mào)導(dǎo)刊(中). 2020(04)
[2]一種快速的突變點(diǎn)在線檢測(cè)算法設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 鄒俊晨,齊金鵬,李娜,劉佳倫,朱厚杰. 電子科技. 2020(08)
[3]我國(guó)醫(yī)療行業(yè)大數(shù)據(jù)應(yīng)用現(xiàn)狀及政策建議[J]. 徐志祥,王瑩. 中國(guó)衛(wèi)生信息管理雜志. 2017(06)
[4]基于多級(jí)Haar小波變換與KS統(tǒng)計(jì)的突變點(diǎn)快速探測(cè)方法[J]. 宋巧紅,齊金鵬,張煜. 計(jì)算機(jī)工程. 2018(05)
[5]大數(shù)據(jù)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展動(dòng)態(tài)分析[J]. 王軍,劉金輝. 電子技術(shù)與軟件工程. 2015(23)
[6]時(shí)間序列異常點(diǎn)及突變點(diǎn)的檢測(cè)算法[J]. 蘇衛(wèi)星,朱云龍,劉芳,胡琨元. 計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展. 2014(04)
[7]大數(shù)據(jù)應(yīng)用的現(xiàn)狀與展望[J]. 張引,陳敏,廖小飛. 計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展. 2013(S2)
[8]基于滑動(dòng)窗口的Top-K概率頻繁項(xiàng)查詢算法研究[J]. 王爽,王國(guó)仁. 計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展. 2012(10)
[9]傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流異常數(shù)據(jù)檢測(cè)與修正[J]. 楊杰,白洋. 齊齊哈爾大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2009(06)
[10]關(guān)于我國(guó)上證指數(shù)突變點(diǎn)的研究[J]. 王維國(guó),王霞. 統(tǒng)計(jì)與決策. 2008(21)
博士論文
[1]大數(shù)據(jù)的社會(huì)價(jià)值與戰(zhàn)略選擇[D]. 張?zhí)m廷.中共中央黨校 2014
碩士論文
[1]基于數(shù)據(jù)挖掘的移動(dòng)用戶行為分析系統(tǒng)的構(gòu)建[D]. 陳紅.南京郵電大學(xué) 2018
[2]基于多路搜索的時(shí)序突變異常快速分析[D]. 艾辣椒.東華大學(xué) 2018
[3]一種數(shù)據(jù)流突變點(diǎn)快速探測(cè)算法的研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 宋巧紅.東華大學(xué) 2018
[4]我國(guó)股票市場(chǎng)結(jié)構(gòu)突變的貝葉斯研究[D]. 殷思宇.湖南大學(xué) 2015
[5]滑動(dòng)窗口模型下的數(shù)據(jù)流自適應(yīng)異常檢測(cè)方法研究[D]. 龐景月.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013
[6]癲癇腦電信號(hào)的提取與識(shí)別[D]. 宋煥榮.大連理工大學(xué) 2012
[7]中國(guó)股票市場(chǎng)股指波動(dòng)的突變性分析[D]. 侯有英.大連海事大學(xué) 2010
本文編號(hào):3456320
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