NGHIÊN C U LÝ THUY T WAVELET VÀ HI U I N TIM NG D NG KH NHI U TÍN M cl c M c l c Danh sách hình v .4 Danh sách b ng .6 L im u .1 Chương Gi i thi u 1.1 Gi i thi u chung 1.1.1 Các cơng c phân tích th i gian-t n s 10 1.1.2 phân gi i th i gian t n s 11 1.2 Các ph n th c hi n lu n văn 12 Chương 2: .14 Tín hi u ECG 14 2.1 Khái ni m v i n tâm 14 2.1.1 Cơ ch hình thành tín hi u i n tim 14 2.1.2 Cách ghi tín hi u i n tâm 2.2 16 c trưng c a tín hi u i n tim 20 2.2.1 Các thành ph n c a tín hi u i n tim .22 2.2.2 c i m v m t i n h c c a tín hi u ECG 29 2.2.3 Nhi u tín hi u ECG .30 Chương 3: .35 Lý thuy t Wavelet 35 3.1 Gi i thi u chung v Wavelet 35 3.2 Bi n 3.2.1 Bi n i Fourier bi n i Fourier .38 3.2.2 Khái ni m bi n i Wavelet 40 H c viên th c hi n: Đinh Văn Hòa L p i Wavelet 38 :CH03 Page 3.2.3 S gi ng gi a bi n 3.2.4 S khác bi t gi a bi n 3.3 Bi n i Wavelet bi n i Wavelet bi n i Fourier .42 i Fourier 42 i Wavelet liên t c 44 3.3.1 nh nghĩa .44 3.3.2 c i m c a CWT 45 3.3.2.1 Tính n tính 46 3.3.2.2 Tính d ch (translation) .47 3.3.2.3 Tính t l (scaling) 47 3.3.2.4 Tính b o tồn lư ng 47 3.3.2.5 Tính nh v (localization) 47 3.3.3 Ví d Wavelet Morlet 47 3.4 Bi n 3.4.1 i Wavelet r i r c (Discrete wavelet transform) 48 nh nghĩa DWT 49 3.4.2 Tính ch t bi n i DWT .50 3.4.3 Ví d Wavelet Haar 51 3.5 Bi n i Wavelet r i r c băng l c (filter bank) .51 3.5.1 Phân tích a phân gi i (Multiresolution Analysis) 51 3.5.2 Phân tích a phân gi i s d ng băng l c .54 3.5.3 Bi u di n ma tr n DWT 58 3.5.4 Phân lo i Wavelet 61 3.5.4.2 c i m c a băng l c Wavelet song tr c giao (biorthogonal wavelet filter banks) 62 3.6 Phân tích gói Wavelet .62 3.6.1 Nguyên t gói (Wavelet Packets Atoms) 64 3.6.2 Phân tích a phân gi i gói Wavelet 65 3.6.3 L a ch n phân tích t i ưu 66 3.7 Các h Wavelet .66 H c viên th c hi n: Đinh Văn Hòa L p :CH03 Page 3.8 ng d ng c a Wavelet 69 3.8.1 Gi i thi u ng d ng c a Wavelet .69 3.8.2 Wavelet ng d ng y sinh .70 Chương 4: .73 ng d ng Wavelet kh nhi u tín hi u i n tim ECG .73 4.1 Gi i thi u v kh nhi u tín hi u 73 4.2 S co ng n Wavelet (Wavelet Shrinkage) 74 4.3 Khái ni m kh nhi u .75 4.4 Quy trình kh nhi u 76 4.4.1 Phân tích 76 4.4.2 L y ngư ng 77 4.4.2.1 L y ngư ng Wavelet 77 4.4.2.2 Xác nh ngư ng .80 4.4.3 Khôi ph c .81 4.5 Kh nhi u tín hi u i n tim ECG 82 Chương 5: .84 Mô ph ng k t lu n .84 5.1 Gi i thi u v chương trình mơ ph ng kh nhi u tín hi u ECG 84 5.1.1 Gi i thi u chung 84 5.1.2 Giao di n c a chương trình 85 5.1.3 M t s k t qu kh nhi u tín hi u ECG 86 5.1.4 Nh n xét k t qu kh nhi u thu c 89 5.2 K t lu n xu t hư ng nghiên c u ti p theo 91 5.2.1 Nh ng k t lu n c a lu n văn .91 5.2.2 Hư ng nghiên c u ti p theo 91 Các thu t ng vi t t t 93 Tài li u tham kh o 95 H c viên th c hi n: Đinh Văn Hòa L p :CH03 Page Danh sách hình v Hình 2.1: Mơ t tim ngư i 15 Hình 2.2: T bào s cân b ng tĩnh i n 15 Hình 2.3: i n tâm i n hình .16 Hình 2.4: Các chuy n o m u .17 Hình 2.5: Chuy n o chi ơn c c 18 Hình 2.6: Chuy n o trư c tim 19 Hình 2.7: Chu n ghi tín hi u i n tim .20 Hình 2.8: Xác nh tr c i n tim 22 Hình 2.9: Ph c b QRS 24 Hình 2.11: Nhi u ng i n 32 Hình 2.12: Nhi u chuy n ng 33 Hình 2.13: Nhi u co 33 Hình 2.14: Nhi u s hô h p .34 Hình 3.1: C a s Fourier h p, r ng phân gi i m t ph ng t n s th i gian 39 Hình 3.2: phân gi i m t ph ng th i gian - t n s Tr c hoành bi u di n .40 Hình 3.3: Bi u di n CWT theo bi u th c (3.6) 41 Hình 3.4: Các hàm Fourier s , ngói th i gian - t n s , s h i t m t ph ng th i gian - t n s .43 Hình 3.5: Các hàm s Wavelet Daubechies, ngói th i gian - t n s , s h i t m t ph ng th i gian - t n s 43 Hình 3.6: Bi u di n Wavelet Morlet .48 Hình 3.7: Wavelet Haar 51 H c viên th c hi n: Đinh Văn Hòa L p :CH03 Page Hình 3.8: Khơng gian không gian a phân gi i Không gian L2 bi u di n tồn b khơng gian V j bi u di n m t không gian con, Wj bi u di n chi ti t 52 Hình 3.9: Thu t tốn hình chóp hay thu t tốn mã hố băng 55 Hình 3.12: Phân tích wavelet s d ng ký hi u tốn t .57 Hình 3.13: Băng l c hai kênh 58 Hình 3.12: Phân tích gói wavelet s d ng ký hi u tốn t 63 Hình 3.13: So sánh bi u di n m t ph ng th i gian - t n s c a Wavelet gói Wavelet 64 Hình 3.14: Các ngun t gói Wavelet sinh t Wavelet Daubechies 65 Hình 4.1: Phương pháp kh nhi u Wavelet Shrinkage 75 Hình 4.2a: .78 Hình 4.2b: .78 Hình 4.3: Bi u di n hàm l y ngư ng (shrinkage function) 80 H c viên th c hi n: Đinh Văn Hòa L p :CH03 Page Danh sách b ng B ng 2.1: Biên sóng P, Q, R, S, T 29 B ng 2.2: Th i gian t n t i c a sóng P, Q, R, S, T 30 B ng 3.1: T ng k t tính ch t c a m t s Wavelet 68 H c viên th c hi n: Đinh Văn Hòa L p :CH03 Page L im u Trong th gi i hi n i, v i m c s ng ngày c nâng cao, thói quen hút thu c hay thói quen ăn u ng, thói quen sinh ho t d n n nguy m c b nh tim m ch ngày cao l a tu i Theo nh ng s li u th ng kê, s b nh nhân tim m ch ngày tăng lên ngư i l n tu i, b nh tim m ch ng hàng th hai sau ung thư l a tu i trung niên, ng hàng th tư sau b nh nhi m trùng, hô h p, tiêu hóa B nh tim m ch nguyên nhân c a tàn ph , c a nh ng di ch ng n ng n sau tai bi n m ch máu não, gây suy tim, suy th n, nh i máu tim gây nhi u thương t n n quan khác Trong ch n oán i u tr b nh v tim m ch, xét nghi m i n tâm óng m t vai trị quan tr ng i n tâm ch n ốn b nh có gây bi n m t phương ti n giúp ích cho i c a tim, cho phép ánh giá nh p tim, ch n oán nh i máu tim ho c s tăng th tích c a bu ng tim Do v y, b nh vi n yêu c u ki m tra i n tâm , c n thi t thư ng xuyên i v i b nh nhân Tín hi u i n tâm ECG (Electrocardiograph) r t h u ích cho ch n ốn lâm sàng b nh tim, nhiên tín hi u ECG tín hi u y sinh khác thư ng r t nh chìm mơi trư ng nhi u hi n tư ng gi (artifact) Vi c thu tín hi u, phân tích tín hi u i n tâm xác tham s quan tâm c có nhi u yêu c u phát hi n phát hi n xác tín hi u th c c n ph i l c hay lo i b nhi u Trong nh ng năm g n ây, bi n i Wavelet ang n i lên nh ng công c r t m nh k thu t x lý tín hi u, hi u y sinh, hi u qu c a k thu t c bi t lĩnh v c x lý tín i v i phép x lý tín hi u khơng d ng tính b n v ng v i nhi u Không ch nư c phát tri n mà Trung Qu c, Thái Lan, n m t s nư c ang phát tri n g n , phép bi n i Wavelet ang c nghiên c u r t nghiêm túc H c viên th c hi n: Đinh Văn Hòa L p :CH03 Page Trong khuôn kh lu n văn này, em xin phép c gi i thi u nh ng v n b n c a phép bi n i Wavelet ng d ng i n hình k thu t kh nhi u tín hi u i n tim Nghiên c u ch t m quan tr ng c a vi c l a ch n Wavelet phù h p cho tín hi u u vào v y ch ng t hi u qu kh nhi u tín hi u ph thu c vào ba y u t : k thu t l y ngư ng, lo i Wavelet c s d ng kh nhi u, s ng b hoá gi a Wavelet c ch n l a tín hi u u vào Các k t qu th nghi m tín hi u ECG s d ng d ng khác c a Wavelet Haar, Daubechies, Symlet Coiflet Trong trình th c hi n lu n văn khơng tránh kh i nhi u thi u sót, em mong nh n c nhi u ý ki n óng góp c a th y cô giáo, b n lu n văn c hồn thi n mang tính th c t Qua l i m u, em xin c g i l i trân tr ng c m ơn TS Nguy n Thúy Anh ã t n tình giúp , hư ng d n t o i u ki n cho em hoàn thành t t lu n văn Em xin chân thành c m ơn! H c viên inh Văn Hòa H c viên th c hi n: Đinh Văn Hòa L p :CH03 Page NGHIÊN C U LÝ THUY T WAVELET VÀ HI U I N TIM NG D NG KH NHI U TÍN Chương Gi i thi u 1.1 Gi i thi u chung X lý tín hi u m t lĩnh v c c b t ngu n t th k 17, th k 18 t toán h c Ngày x lý tín hi u ã tr thành m t công c quan trong nhi u lĩnh v c khác c a khoa h c công ngh Ph m vi ng d ng k thu t x lý tín hi u bao trùm t t c lĩnh v c ng d ng t phân tích d li u n nén tín hi u M t nh ng cơng c m i r t m nh lĩnh v c x lý tín hi u ó phép bi n i Wavelet M c dù lý thuy t v bi n i Wavelet hi n i th c c phát tri n kho ng hai mươi năm g n ây, nhiên ngu n g c ý tư ng v bi n i Wavelet ã xu t hi n t trư c ó r t lâu Ngu n g c c a lý thuy t Wavelet hi n ngu n t cu i nh ng năm 1970 1980 Ban bi n u J Morlet t v n ib t iv i i Fourier nhanh STFT (Short Time Fourier Transform), ó tăng cư ng phân gi i th i gian cho thành ph n t n s cao th i gian ng n tăng phân gi i t n s cho thành ph n t n s th p Tuy nhiên v i bi n STFT, phân gi i th i gian nh Heisenberg, phân gi i t n s b gi i h n b i nguyên lý b t phân gi i t n s gi i th i gian ngư c l i mu n có s s i bi n gi i quy t v n t c t t ph i hy sinh phân gi i th i gian t t phân phân gi i t n này, J.Morlet ã ưa ý tư ng v hàm i: xây d ng hàm c a s sóng cosin áp c a s lên tr c th i gian thu c hàm t n s cao hơn, hay tr i hàm i theo dõi toàn b thay thu c hàm t n s th p i c a tín hi u theo th i gian, hàm c d ch theo th i gian Phân tích Wavelet d a m t ý tư ng t v i: tín hi u c khai tri n m t t p h p c a hàm c giãn hay nén (hàm Wavelet m _mother Wavelet) H c viên th c hi n: Đinh Văn Hòa L p :CH03 Page NGHIÊN C U LÝ THUY T WAVELET VÀ HI U I N TIM NG D NG KH NHI U TÍN t −b   a  (1.1) ψ Trong ó a t l (scale), ây y u t quan tr ng cho phép thay phân gi i th i gian i phân gi i t n s phân tích tín hi u Quy trình phân tích wavelet ch n m t hàm Wavelet nguyên m u, c g i Wavelet phân tích (analyzing Wavelet) hay Wavelet m (mother Wavelet) Phân tích th i gian c th c hi n v i d ng (version) co l i, t n s cao c a Wavelet m , phân tích t n s c th c hi n v i d ng giãn ra, t n s th p c a Wavelet m Hi n bi n i Wavelet v n ang c nhi u nhà toán h c k thu t th gi i quan tâm nghiên c u Bi n i Wavelet ngày ch ng t kh ng d ng hi u qu nhi u lĩnh v c khác thiên văn h c, âm h c, k thu t h t nhân, mã hoá băng con, x lý tín hi u x lý nh, b nh h c th n kinh, âm nh c, nh c ng hư ng t quang h c, d báo ng (magnetic resonance imaging), t, radar, ng d ng thu n tuý toán h c gi i phương trình vi phân t ng ph n (partial differential equation) Lý thuy t Wavelet c ng d ng r ng rãi k thu t y sinh k t nghiên c u v Wavelet 1980 T p chí u tiên c cơng b th c vào cu i nh ng năm u tiên v Wavelet k thu t y sinh c phát hành vào tháng ba năm 1995, công b nh ng nghiên c u v tín hi u EMG, EEG, ECG,…cho th y ưu th ng d ng c a Wavelet nh ng lĩnh v c mà công c phân tích truy n th ng khơng th áp d ng t t Nh k thu t mà xác, tin c y c a h ch n ốn ng d ng trí tu nhân t o ngày c nâng cao 1.1.1 Các công c phân tích th i gian-t n s Phân tích th i gian-t n s truy n th ng c th c hi n nh bi n i Fourier Các phương pháp phân tích th i gian-t n s ph bi n nh t hi n bi n i STFT bi n i Wavelet Bi n hi u ƒ(t) ban i STFT kh c ph c c nh ng h n ch c a bi n u c nhân v i hàm c a s w(t − τ ) , sau ó th c hi n bi n Fourier truy n th ng M t c i m quan tr ng c a bi n H c viên th c hi n: Đinh Văn Hòa L p i Fourier Tín :CH03 i STFT i r ng c a Page 10 NGHIÊN C U LÝ THUY T WAVELET VÀ HI U I N TIM NG D NG KH NHI U TÍN 4.5 Kh nhi u tín hi u i n tim ECG Như chúng tơi ã trình bày chương hai, tín hi u i n tim ECG thư ng r t nh , kho ng dư i m t ph n nghìn volt, ch u nh hư ng c a d ng nhi u khác Ngu n nhi u c a tín hi u ECG bao g m ngu n nhi u bên ngồi: dịng i n 60Hz, t n s vô n (RF), t trư ng,… ngu n nhi u n i t i bên th : nhi u rung (muscle noise), chuy n ng c a ngư i (motion artifact),… Trong mô hình gi thi t, tín hi u ECG b nhi u có d ng: x(t) = f(t)+e(t), v i f(t) tín hi u ban u khơng b nhi u e(t) bi n thiên c a nhi u tr ng hay nhi u non-white Hi u qu c a phương pháp kh nhi u c ánh giá t s mô ph ng v i tiêu chu n L2 c cho b i bi u th c: ) f − xi 1/ 2  ) 2 =  ∑ f (t ) − xi (t )   t  (4.8) v i f0 ký hi u tín hi u ECG nguyên b n c gi ngun cho tồn b mơ ) ph ng, xi ký hi u tín hi u ECG b nhi u sau c kh nhi u Ngư ng λ c ch n cho m i tín hi u theo b n th t c c lư ng ngư ng ã c trình bày trên: Rigrsure, Sqtwolog (Fixthres), Heursure, Minimaxi v i m c ích so sánh hi u qu thu c v i phương pháp khác kh nhi u tín hi u ECG Phương pháp l y ngư ng SURE (Stein's Unbiased Risk Estimate) (Donoho 1993, Donoho Johnstone 1995) phương pháp ch n ngư ng thích nghi v i λ = log e (n log (n )) v i n s m u c a vectơ tín hi u Phương pháp thích ng v i m c ngư ng cho m i m c phân tích Wavelet Ngư ng c nh Fixthres tính ngư ng i v i tồn b dài tín hi u c lư ng ngư ng b i λ = log e (n ) (Donoho Johnstone 1994) Ngư ng Heuristic Sure bi n th c a lu t l y ngư ng SURE Và lu t l y ngư ng Minimax ưa m t ngư ng c nh λ = 0,3936 + 0,1829 log(n ) Nhìn chung, ban u sai s kh nhi u gi m sâu phân tích tăng lên Trong kh nhi u s Wavelet, phương pháp kh nhi u hi u qu nh t v i ngư ng m m Heuristic Sure, ưa sai s tính trung bình th p nh t Khi so sánh phương pháp l y ngư ng c ng l y ngư ng m m m i trư ng h p, phương pháp l y ngư ng m m cho k t qu kh nhi u tín hi u ECG t t H c viên th c hi n: Đinh Văn Hòa L p :CH03 Page 82 NGHIÊN C U LÝ THUY T WAVELET VÀ HI U I N TIM NG D NG KH NHI U TÍN K t lu n: Trong chương b n, chúng tơi ã trình bày v khái ni m kh nhi u tín hi u, i sâu vào phân tích kh nhi u tín hi u b ng Wavelet Shrinkage s l y ngư ng Các phương pháp l y ngư ng c ng l y ngư ng m m u có nh ng ưu c i m riêng t ng trư ng h p ng d ng c th , nhiên a s trư ng h p l y ngư ng m m cho k t qu kh nhi u t t Các lu t l a ch n ngư ng ph bi n c c p v i ng d ng c th kh nhi u tín hi u ECG ây nh ng s xây d ng chương trình mơ ph ng chương năm H c viên th c hi n: Đinh Văn Hòa L p :CH03 Page 83 NGHIÊN C U LÝ THUY T WAVELET VÀ HI U I N TIM NG D NG KH NHI U TÍN Chương 5: Mơ ph ng k t lu n 5.1 Gi i thi u v chương trình mơ ph ng kh nhi u tín hi u ECG 5.1.1 Gi i thi u chung Chương trình mơ ph ng kh nhi u tín hi u ECG c vi t b ng ngôn ng Matlab 6.5 Trên s lý thuy t ã c trình bày chương trư c, l a ch n phương pháp kh nhi u tín hi u i n tim s phân tích Wavelet k thu t l y ngư ng Chương trình c xây d ng theo nh ng yêu c u sau: L y tín hi u u vào t file tín hi u ECG g c ‘aami3a.dat’, ngu n t trang web: http://www.physionet.org/physiobank/database/aami-ec13/ Chương trình cho phép ngư i s d ng l a ch n, hi n th tín hi u ECG v i dài khác Mơ ph ng d ng nhi u nh hư ng n tín hi u ECG: Powerline Noise, EMG, Abrupt Shift, Baseline Drift, nhi u h n h p (composite) Nhi u c thêm vào nhi u ng u nhiên v i t s NSR = 20% Ngư i s d ng có th l a ch n lo i nhi u c c ng vào tín hi u ECG g c Mô ph ng kh nhi u tín hi u ECG s d ng phân tích Wavelet k thu t l y ngư ng Chúng tơi th c hi n kh nhi u tín hi u ECG b n m c phân tích, b n h Wavelet khác b n d ng nguyên t c l y ngư ng cho m i tín hi u ECG M c phân tích c l a ch n m c 1, m c 2, m c m c B n h Wavelet c s d ng Daubechies, haar, symlet coiflet Và b n nguyên t c l y ngư ng minimaxi, heursure, rigrsure sqtwolog Chương trình cho phép ngư i s d ng thay i tên Wavelet m c phân tích (tên Wavelet m c phân tích ngư i s d ng nh p vào t bàn phím), l a ch n phương pháp l y ngư ng c ng hay m m, nguyên t c l y ngư ng K t qu kh nhi u c th hi n tr c quan b ng hình bi u di n tín hi u ECG trư c sau kh nhi u Hi u qu kh nhi u c so sánh d a tính t s nhi u tín hi u (NSR) sau kh nhi u tín hi u c ghi vào file: ‘ketqua.txt’ Sai s nh cho th y hi u qu kh nhi u tín hi u t t H c viên th c hi n: Đinh Văn Hòa L p :CH03 Page 84 NGHIÊN C U LÝ THUY T WAVELET VÀ HI U I N TIM NG D NG KH NHI U TÍN Các th nghi m c th c hi n theo ba hư ng d a s thay tham s : i M c phân tích Wavelet H Wavelet Phương pháp l y ngư ng 5.1.2 Giao di n c a chương trình L a ch n thêm nhi u c ng vào tín hi u ECG g c: H c viên th c hi n: Đinh Văn Hòa L p :CH03 Page 85 NGHIÊN C U LÝ THUY T WAVELET VÀ HI U I N TIM NG D NG KH NHI U TÍN L a ch n h Wavelet, m c phân tích, phưong pháp l y ngư ng lu t l y ngư ng kh nhi u tín hi u: 5.1.3 M t s k t qu kh nhi u tín hi u ECG Nhi u: nhi u ng i n (power line) H c viên th c hi n: Đinh Văn Hòa L p :CH03 Page 86 NGHIÊN C U LÝ THUY T WAVELET VÀ HI U I N TIM NG D NG KH NHI U TÍN Wavelet: db3 M c phân tích: N=3 L y ngư ng m m Lu t ch n ngư ng: rigsure Nhi u: nhi u h n h p (composite) Wavelet: db3 M c phân tích: N=3 L y ngư ng m m Lu t ch n ngư ng: heuresure H c viên th c hi n: Đinh Văn Hòa L p :CH03 Page 87 NGHIÊN C U LÝ THUY T WAVELET VÀ HI U I N TIM NG D NG KH NHI U TÍN Nhi u: emg Wavelet: sym8 M c phân tích: N=3 L y ngư ng m m Lu t ch n ngư ng: minimaxi H c viên th c hi n: Đinh Văn Hòa L p :CH03 Page 88 NGHIÊN C U LÝ THUY T WAVELET VÀ HI U I N TIM NG D NG KH NHI U TÍN Nhi u: emg Wavelet: coif5 M c phân tích: N=2 L y ngư ng m m Lu t ch n ngư ng: sqtwolog H c viên th c hi n: Đinh Văn Hòa L p :CH03 Page 89 NGHIÊN C U LÝ THUY T WAVELET VÀ HI U I N TIM NG D NG KH NHI U TÍN 5.1.4 Nh n xét k t qu kh nhi u thu c Nhìn chung, ban u sai s tín hi u sau kh nhi u gi m sâu phân tích tăng lên Tuy nhiên, chúng tơi nh n th y t n t i m t m c phân tích t t ưu cho m i tín hi u u vào, v i m c phân tích l n khơng th làm tăng hi u qu kh nhi u Trong kh nhi u s Wavelet, phương pháp kh nhi u hi u qu nh t v i l y ngư ng m m Heuristic Sure v i sai s tính trung bình th p nh t Các k t qu kh nhi u thu c t t nh t v i Wavelet Symlet, s d ng phương pháp l y ngư ng m m Heuristic Sure Khi so sánh l y ngư ng c ng l y ngư ng m m, k t qu kh nhi u ph thu c vào lu t l a ch n ngư ng d ng nhi u c thêm vào Sai s l n nh t cho m i d ng nhi u v i l y ngư ng m m c ưa b i phương pháp H c viên th c hi n: Đinh Văn Hòa L p :CH03 Page 90 NGHIÊN C U LÝ THUY T WAVELET VÀ HI U I N TIM NG D NG KH NHI U TÍN Sqtwolog Minimax; v i l y ngư ng c ng phương pháp Rigsure Heuristic Sure Nhìn chung, so sánh phương pháp l y ngư ng c ng l y ngư ng m m m i trư ng h p, phương pháp l y ngư ng m m cho k t qu kh nhi u tín hi u ECG t t T nh ng k t qu thu c, th y r ng hi u qu kh nhi u tín hi u ph thu c vào giá tr t t ưu c a m c phân tích, d ng phù h p c a h Wavelet k thu t l y ngư ng 5.2 K t lu n xu t hư ng nghiên c u ti p theo 5.2.1 Nh ng k t lu n c a lu n văn V i tài c a lu n văn t t nghi p: ng d ng Wavelet kh nhi u tín hi u ECG, ã t th c hi n c m c tiêu sau: • Nghiên c u v Wavelet: Trình bày v d ng c i m c a h Wavelet khác Vi c nghiên c u k v d ng c i m c a h Wavelet khác nhau, cho phép ch n l a Wavelet phù h p cho t ng ng d ng c th , ng d ng lý thuy t v Wavelet m t cách linh ho t, hi u qu x lý tín hi u • Kh nhi u tín hi u ECG: Th c hi n kh nhi u tín hi u ECG, v i tìn hi u ECG ã c kh nhi u trình x lý tín hi u ti p theo s xác nhi u Do v y, kh nhi u tín hi u óng m t vai trị quan tr ng lĩnh v c x lý tín hi u Phương pháp kh nhi u tín hi u s phân tích Wavelet k thu t l y ngư ng ã ch ng t nh ng c tính t t nh ng ưu i m so v i phương pháp khác Hi u qu kh nhi u ph thu c nhi u vào d ng Wavelet, m c phân tích k thu t l y ngư ng c l a ch n, v y ph thu c nhi u vào y u t kinh nghi m 5.2.2 Hư ng nghiên c u ti p theo Nghiên c u kh nhi u tín hi u s ng d ng Wavelet không ch c áp d ng cho tín hi u i n tim ECG, k t qu nghiên c u ng d ng Wavelet kh nhi u có th c m r ng cho nh ng d ng d li u khác như: tín hi u i n não EEG (Electroencephalographs) i n EMG (Electromyographs) ây nh ng tín hi u th hi n ho t ng c a não b p th M c dù bi n i Fourier có th c s d ng x lý nh ng tín hi u này, nhiên Wavelet ch ng minh hi u qu rõ r t x lý tín H c viên th c hi n: Đinh Văn Hòa L p :CH03 Page 91 NGHIÊN C U LÝ THUY T WAVELET VÀ HI U I N TIM NG D NG KH NHI U TÍN hi u y sinh ngày ang tr thành m t hư ng nghiên c u quan tr ng lĩnh v c x lý tín hi u y sinh Do h n ch v m t th i gian nên q trình hồn thành lu n văn ch c h n không th tránh kh i nh ng thi u sót v m t th c t ki n th c, v y em r t mong nh n c s góp ý c a th y cô, anh, ch b n M t l n n a em xin chân thành c m ơn TS Nguy n Thuý Anh ã hư ng d n giúp em trình h c t p, q trình hồn thành lu n văn Em xin chân thành c m ơn s giúp t n tình c a th y cô, anh, ch b n! H c viên th c hi n: Đinh Văn Hòa L p :CH03 Page 92 NGHIÊN C U LÝ THUY T WAVELET VÀ HI U I N TIM NG D NG KH NHI U TÍN Các thu t ng vi t t t AWGN : Additive White Gaussian Noise CMF : Conjugate Mirror Filters CWT : Continuous wavelet transform DCT : Discrete Cosine Transform DFT : Discrete Fourier Transform DWT : Discrete Wavelet Transform ECG : Electrocardiogram EEG : Electroencephalogram EMG : Electromyogram EMI : Electromagnetic interference FFT : Fast Fourier Transform FIR : Finite-Impulse Response FT : Fourier Transform HMT : Hidden Markov Trees ICA : Independent Component Analysis LA : Left Arm LF : Left Foot MMSE : Minimum Mean-Squared Error MR : Magnetic Resonance H c viên th c hi n: Đinh Văn Hòa L p :CH03 Page 93 NGHIÊN C U LÝ THUY T WAVELET VÀ HI U I N TIM NG D NG KH NHI U TÍN MRA : Multiresolution Analysis NSR : Normal Sinus Rhythm OFDM : Orthogonal Multiplexing RA : Right Arm RF : Radio Frequency SA : Sinoatrial SNR : Signal-to-Noise Ratio STFT : Short Time Fourier Transform SURE : Stein's Unbiased Risk Estimate WaveShrink : Wavelet Shrinkage WPA : Wavelet Packet Analysis WT : Wavelet Transform H c viên th c hi n: Đinh Văn Hòa L p :CH03 Frequency Division Page 94 NGHIÊN C U LÝ THUY T WAVELET VÀ HI U I N TIM NG D NG KH NHI U TÍN Tài li u tham kh o 1) Nguy n Qu c Trung, X lý tín hi u l c s , Hà N i 1998 2) Adhemar Bultheel, Wavelets with applications in signal and image Processin, 2003 3) Amara Graps, An Introduction to Wavelets 4) Hong-Ye GAO, Wavelet Shrinkage Denoising Using the Non-Negative Garrote 5) Ivo Provaznk, Ph.D., Wavelet Analysis for signal detection application to experimental cardiology research, Brono University of Technology, 2002 6) Kamran Jamshaid, Omar Akram, Farooq Sabir, Dr Syed Ismail Shah, Dr Jamil Ahmed, Application of adaptive and non adaptive filters in ECG signal processing 7) Pauli Tikkanen, Characterization and application of analysis methods for ECG and time interval variability data, Department of Physical Sciences, Division of Biophysics, and Biomedical Engineering Program, Oulu University Library, 1999 8) Swathi Nibhanupudi, Signal Denoising Using Wavelets, University of Cincinnati, 2003 9) http://www.sh.lsuhsc.edu/fammed/OutpatientManual/EKG/ecghome.html 10) http://www.cimsi.org.vn/TimMach/Default.asp 11) http://www.cardionetics.com/docs/healthcr/ecg.htm H c viên th c hi n: Đinh Văn Hòa L p :CH03 Page 95 NGHIÊN C U LÝ THUY T WAVELET VÀ HI U I N TIM NG D NG KH NHI U TÍN 12) http://medlib.med.utah.edu/kw/ecg/ecg_outline/index.htm 13) http://www.ykhoa.net/TCHNK/CHUONG02/II_03.HTM 14) http://www.wavelet.org/ 15) http://www.isr.umd.edu/CAAR/proposal/2/node5.html 16) http://www.aami.org/ H c viên th c hi n: Đinh Văn Hòa L p :CH03 Page 96 ... :CH03 Page 28 NGHIÊN C U LÝ THUY T WAVELET VÀ HI U I N TIM NG D NG KH Hình 2.10: Tín hi u i n tim q trình kh c c 2.2.2 NHI U TÍN tim c i m v m t i n h c c a tín hi u ECG Tín hi u i n tim tín hi u... Fourier Tín :CH03 i STFT i r ng c a Page 10 NGHIÊN C U LÝ THUY T WAVELET VÀ HI U I N TIM NG D NG KH NHI U TÍN c a s : c a s h p phân gi i th i gian t t s th a nh n tính d ng c a tín hi u h p lý, ... Page NGHIÊN C U LÝ THUY T WAVELET VÀ HI U I N TIM NG D NG KH NHI U TÍN Chương Gi i thi u 1.1 Gi i thi u chung X lý tín hi u m t lĩnh v c c b t ngu n t th k 17, th k 18 t toán h c Ngày x lý tín