I. Giới thiệu phương pháp nhận dạng:
2. Áp dụng phương pháp nhận dạng cú pháp vào tín hiệu điện ti m:
Khi phân tích tín hiệu ECG, ta nhận thấy rằng đoạn thẳng T – P biểu diễn đường cách điện giữa hai chu kỳ nhịp và cho chúng ta những thông tin quan trọng như đoạn PQRST. Vì vậy, ta chọn của sổ phân tích tín hiệu bao trùm tất cả chu kỳ nhịp của tín hiệu ECG, nghĩa là giữa hai đỉnh R-R.
Cửa sổ quan sát của một chu kỳ điện tim được chia thành 40 đoạn, cũng có thể ít hoặc nhiều hơn. Nếu ít hơn thì khoảng cách của đoạn cong tín hiệu được lấy để lấy để tuyến tính hoá lớn lên do đó độ chính xác xẽ nhỏ đi. Còn nếu nhiều hơn thì ngược lại nhưng thời gian thực để xử lý tín hiệu dài ra có thể sẽ ảnh hưởng đến việc lấy được đầy đủ một chu kỳ của tín hiệu. Trong thực tế của sổ quan sát trên được chia thành 40 đoạn là hợp lý. Quá trình nhận dạng tín hiệu điện tim sẽ được thực hiện trên các từ chia thành 40 ký tự. Ở đây, ta chọn trường hợp đơn giản nhất để làm ví dụ mô tả ý nghĩa của các chữ cái như sau : VT = (a, b, c) Trong đó : a – biểu diễn đoạn thẳng nằm ngang: b – biểu diễn đoạn thẳng có góc dương: c – biểu diễn đoạn thẳng có góc âm:
Từ các giá trị thu thập được ta tạo được ngôn ngữ cấu thành bao gồm các từ có dạng ví dụ như: b c a c b c b a b c a … vv…
Như vâỵ, bước đầu tiên của quá trình nhận dạng, trước khi áp dụng phương pháp nhận dạng cú pháp, ta phải nhận dạng từng đoạn tín hiệu trong cửa sổ quan sát và gán cho nó các chữ cái tương ứng như định nghĩa ở phần trên.
Hình3.1: Minh hoạ ngôn ngữ hình thức của tín hiệu điện tim chuẩn 3. Phương pháp xử lý thống kê :
Sử dụng pháp xử lý thống kê để xác định góc của mỗi đoạn thẳng nằm trong cửa sổ quan sát
Giả sử có một đoạn gồm N điểm (Xi, Yi). Đoạn thẳng bình phương nhỏ nhất phù hợp nhất với tập điểm trên được mô tả bằng phương trình : Y = A0 + A1X
Theo phương pháp bình phương nhỏ nhất, ta có :
Yi – A0 – A1Xi = εi, với i = 1, 2 …n là các sai số tại Xi và : S = ∑(yi – A0 – A1xi)2 là tổng các bình phương của các sai số. Trong đó, xi, yiđã biết còn S phụ thuộc vào A0 và A1.
Mục đích của phương pháp bình phương nhỏ nhất là xác định A0 và A1
sao cho S là bé nhất. Dùng phương pháp bình phương nhỏ nhất để xác định góc nghiêng A1 của đoạn thẳng, đem so sánh nhận được với giá trị
ngưỡng λ cho trước. Từ đó ta có thể phân loại các giá trị góc của đoạn thẳng phân tích theo sơ đồ sau :
- λ < A1 < λ → a A1 > λ → b A1 < - λ→ c
Ta cần chú ý rằng giá trị ngưỡng chọn sao cho không quá nhạy khi có nhiễu tác động, nhưng phải đủ lớn để phát hiện những thay đổi của tín hiệu cần phân tích. Quá trình xử lý cú pháp được tiến hành sau khi chuyển các tín hiệu thành ký tự của bộ chữ cái VT.
Quá trình nhận dạng tín hiệu điện tim có thể tóm tắt như sau:
Từ hình dáng điện tim chuyển thành các đoạn thẳng. Để thực hiện, tuyến tính hoá từng đoạn thẳng bằng phương pháp bình phương tối thiểu (chia nhỏ đoạn thẳng, càng nhỏ càng giống). Được các đoạn thẳng với góc nghiêng khác nhau so với nằm ngang, dựa vào nhận dạng cú pháp ta có được dãy chữ phù hợp với sự thay đổi đó.