一种用于心音分类的轻量级1D-CNN+DWT网络

这是由National Institute of Technology Rourkela, Central University of Rajasthan发布在2022 ICETCI的论文,利用离散小波变换(DWT)得到的多分辨率域特征对1D-CNN模型进行心音分类训练。

预处理& DWT

由于FHS和各种病理声的频率范围在500hz以下5,因此将信号从8khz降采样到1khz。信号幅度归一化如下:

数据集里面的信号的长度从1.15秒到3.99秒。经过观察,发现每个样本大约由三个心动周期组成。在识别信号的开始和偏移后,将信号调整为相等长度(2800个样本)。最终得到了归一化后的信号:

再使用DWT将信号分解为低频和高频分量。对高频分量进行下采样,再分解为低频分量和高频分量。

心音信号以coif5为母小波分解为5级,得到的5个详细电平系数和近似电平信号如图所示。

然后排列成一维数组,长度为2942,送入1D-CNN。

1D-CNN

CNN模型由5层组成,1个输入层,2个卷积和池化层,1个全连接(FC)层和1个输出层(softmax)。

使用50个epoch,每个epoch 9次迭代,总共迭代450次,学习率为0.01。批大小为64。

结果

使用Yaseen GitHub数据集,该数据集有1000个样本,每200个样本分为5类,包括主动脉瓣狭窄(AS)、二尖瓣反流(MR)、二尖瓣狭窄(MS)、二尖瓣脱垂(MVP)和正常(N)。每个样本的采样频率设置为1khz,采样长度为2800个样本。完整数据集随机分为训练(70%)和测试(30%)数据集。

测试集混淆矩阵如下:

可以看到该模型能有效地对所有类别进行分类。5个类的F-score在98.18%以上。MR和N的F-score都在99%以上。

除a类的准确率为97.73%外,其余4个指标的准确率均高于98%。这5个类别都达到了高灵敏度(>98%)和高特异性(>99%)。

SOTA比较

使用该方法获得了最高的准确率(98.9%)。

论文地址:

https://avoid.overfit.cn/post/de8b9cc055a34f2fb9fa3c1e509e169b

相关推荐
白露与泡影1 分钟前
解密 Pi 的 Harness 工程:Agent 会话如何实现持久化与恢复
java·人工智能·算法
DogDaoDao8 分钟前
Magma:微软如何用一个模型打通数字与物理世界的 AI Agent
人工智能·微软·机器人·大模型·机器人模型·智能体·magma
DS随心转插件17 分钟前
Grok生成的html怎么导出——AI导出鸭:大模型结构化输出的“最后一公里”工程化解构
前端·人工智能·ai·html·豆包·deepseek·ai导出鸭
世隆科技24 分钟前
武汉世隆科技有限公司获评2026湖北省科创“新物种“瞪羚企业
人工智能
yinmaisoft27 分钟前
当 AI“长”进低代码:从外挂点缀到原生融合,软件开发正在经历怎样的变革?
人工智能·低代码
2301_7867566030 分钟前
今日未放榜!国自然等待期,别被往年“周五经验”绑架
大数据·人工智能·科研·国自然·国家自然科学基金
进军的码农33 分钟前
政府采购联想工作站:授权链合规验证+投标资质+代理商选择全指南
人工智能·技术支持·联想工作站·代理商推荐·cuda部署
东离与糖宝35 分钟前
GLM‑5.3+ZCode原配登场!实测一下午重构完整导航站
人工智能
lailai041042 分钟前
学校AI教学功能类型
人工智能
小王2041 小时前
Day 24:GoogLeNet与Inception — 多尺度特征融合
人工智能