基于云—边缘计算的心电图智能诊断系统

来源 :杭州电子科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:websea
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着人们越来越关注自身健康,家庭医疗已然成为一种发展趋势。心脏疾病防治和诊断作为家庭医疗不可或缺的一环,首要条件是实现快速准确的心电图诊断。目前依靠人工诊断无法在有限时间内诊断大量的心电图,而且通过机器学习技术建立复杂数学模型实现心电图智能诊断对设备性能要求较高,难以满足不同医疗领域的要求。针对上述存在的问题,本文结合边缘设备(靠近数据源且具备一定计算能力)和云服务器(使用成本低,算力强大和资源灵活可调)的互补优势,提出基于云-边缘计算的心电图智能诊断系统,并且开展相关的心电图信号预处理和波群检测、心电图分类模型构建以及系统搭建工作。本文主要研究内容分为以下几个部分:1.采用50Hz陷波器、基于db4小波函数的小波阈值法和组合开/闭运算的形态学滤波器实现对心电图信号中存在的工频干扰、肌电干扰和基线漂移三种噪声去除。采用基于连续小波变换的R波检测算法并改进其初始阈值的计算方法,实现在MIT-BIH心律失常数据库部分心电图上99%以上的平均检测准确率;2.基于Cin C Challenge心电数据库提取出总计314维的混合特征作为特征数据集,采用Light GBM算法设计出正常/异常心电图二分类模型。在特征数据集上进行5折交叉验证得到模型平均1为0.878,优于用CART和Cat Boost算法设计的心电图二分类模型。3.设计出一个基于一维卷积神经网络(1 Dimensional Convolutional Neural Network,1D-CNN)的心电图多分类模型,实现正常心律、心房颤动、其他心律不齐以及噪声四分类。在Cin C Challenge心电数据库上进行5折交叉验证,得到该模型性能参数1为0.842,优于其他文献所采用的算法。4.搭建基于云-边缘计算的心电图智能诊断系统,边缘设备(树莓派3B+)上采用算法复杂度较低的基于Light GBM的心电图二分类模型,云服务器(华为云)上采用算法复杂度较高的基于1D-CNN的心电图多分类模型,实现系统的数据通信、信息反馈以及定时循环诊断。为了降低异常心电图的漏检以及提高系统的诊断速度改进基于Light GBM的心电图二分类模型。通过实验证明该系统可以实现间隔1秒的定时循环诊断;相较于基于云服务器的心电图诊断系统可以更充分利用边缘设备的计算能力,减轻云服务器的计算负担;相较于基于边缘设备的心电图诊断系统有更快的诊断速度。
其他文献
聚合物之间、聚合物与小分子或胶体纳米粒子之间可以通过如疏水相互作用、氢键和配位键、范德华力、偶极作用、π-π相互作用等,并通过非共价键键合而自组装形成丰富的的超分子有序结构形态。通过实验设计自组装过程中基本粒子的形状、尺寸、表面性质、相互作用方式等,实现对粒子间相互作用的调控,从而驱动带有设计性的超分子有序结构的自组装行为发生,有望获得具有特殊性能的材料,该设计思路被广泛应用于光、电、磁乃至生物医
中国共产党自成立之日起,就善于使用革命媒体开展民众动员。20世纪40年代,抗日战争处于相持阶段,速胜论、亡国论等不当舆论层出不穷。为了引导正确舆论,延安《解放日报》自创刊之日起,就承担着发动群众、动员民众抗战的历史使命。本文主要从民众动员的视角论述延安时期《解放日报》的重要价值,再现延安时期民众动员的历史细节;分析了《解放日报》何以成为民众动员的重要载体,阐发了《解放日报》的动员内容;分析了民众动
清末民初成都报纸作为信息传播的重要载体,对成都地区近代化发展进程起到了积极作用。特殊环境下多种作用力交互,促使清末民初成都报纸的产生,也促进了成都报业的发展,成都报纸不断发展过程中促进了报纸产业革新,报纸变化也与市民之间产生了较强的互联关系,报纸效能也给成都地区政治、经济、文化等带来发展,并产生出强大效益。本文将在社会变迁基础上对报社与报纸下市民状况进行考察。第一章作为论文的根基,是全文的基础,本
随着5G移动通许技术发展,高品质因数、超低介电常数与近零谐振频率温度系数的介质陶瓷在5G/6G通讯系统中作为介质谐振器、滤波器、天线、基板等元器件的介质材料使用受到广泛关注。Mg_3B_2O_6(MBO)陶瓷材料具有良好的微波介电性能:?_r=5.9,Q×f=48598 GHz,?_f=–69.7 ppm/°C。在合成Mg_3B_2O_6陶瓷的基础上加入正谐振频率温度系数的陶瓷来调整其谐振频率温度
随着科学技术的不断发展和各种新兴技术、新产业的出现,对材料性能的要求越来越高,单一组元材料的性能很难胜任这些需求。近年来,金属复合材料的生产、研究和应用越来越引起
双氰胺-甲醛(DCD-FA)型脱色剂可作为以絮凝沉降法处理印染废水的有效产品之一。但由于二者形成的缩聚物分子量较低,和染料分子作用所得到的絮体较细小,沉降效果达不到最优。因此为提高DCD-FA型脱色剂的脱色性能,现以六次甲基四胺为改性剂合成DCD-FA型改性脱色絮凝剂,并对模拟染料废水进行脱色絮凝沉降的实验。先以单因素实验确定了反应物料的摩尔比、反应温度和反应时间对改性脱色絮凝剂脱色性能存在的影响
十九大后,乡村振兴战略被定为国家重要的发展战略之一。农业产业作为国民经济的基础,其发展水平对我国经济发展和社会进步都具有重大影响,是我国全面建成小康社会、实现脱贫攻坚和农业现代化的基础。习近平总书记指出:产业兴旺是乡村振兴的重点。蜜瓜产业的大力发展对兰考县乡村振兴和快速脱贫摘帽起到了非常重要的推动作用,目前蜜瓜产业已发展成为兰考县乡村经济的支柱产业。蜜瓜产业作为兰考县政府大力支持发展的致富产业,不
本文开展了过氧化合物制备及渣油氧化脱硫组合工艺研究,对提高渣油利用和改善生态环境具有重大意义。过氧化合物作为一种强氧化剂,在油品氧化脱硫中也已经有广泛应用。本文以玛瑞减压渣油为研究对象,采取过氧乙酸和臭氧(O_3)分别氧化渣油考察脱硫的效果,其中过氧乙酸是由臭氧(O_3)氧化乙酸所制备,最终得到如下结论:合成最佳过氧乙酸的工艺条件考查,以丙酮为溶剂,臭氧氧化乙酸制备过氧乙酸。考察了温度、时间、溶剂
在我国,随着税收管理水平的不断提升,近年来对纳税服务进行了深入的理论研究和实践探索,并取得了显著的进展。目前,纳税服务载体、服务方式、服务理念等均有显著的转变。本文
作为一种生存状态,休闲一直伴随着人类的发展并对其产生了深远的意义及影响。对休闲的认识最早可追溯至古希腊时期,而且不同时期的人们对休闲的看法也各有不同,通过对这些休闲内容的深入挖掘与了解,可以使人们更加了解那个时代、认识那些文化。而在新时代的中国,随着生产力的不断提升与人们休闲时间的不断充裕,有关休闲的问题再一次被摆在了人们的面前,如何更好地利用好自己的闲暇时光成为每个人必须面对的问题,而这一答案可