1.一种基于二维图像的深度学习心率失常分类方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:S1:对一维原始心电信号进行间期异常和幅值异常的分类;
S2:对间期异常和幅值异常的一维心电信号进行二维图像化处理,获得二维图像集,具体包括:(1)对于间期异常的情况:提取3000个点为10s的心电信号分为5份从上至下依次排列,横轴就是每段信号的600个取点也是相应的时间变化,利用颜色变化代表幅值的变化就得到彩色的二维图像;将整组数据分为两类,一类为10s全部标记为正常的数据,另一类为10s内存在间期异常情况的数据;
(2)对于幅值异常情况:根据一维信号R波位置得到每个周期的心电波形图,在对其进行傅里叶变换,将变换后的信号与时间结合,最后把连续10个周期的波形绘制到一张二维时频图像中,横轴表示时间的变化,纵轴表示频率的时频;
将所有图像的大小调整为224*224,调用split()函数将原本为RGBA图像格式分割为四个通道,再调用PIL下的image.merge()改为RGB合适的图像并保存;
S3:将得到的二维图像集分为训练集和测试集;
S4:利用迁移学习将已经训练好且调整后的VGG16网络模型的相关参数转移到新的数据集上训练;
调整后的VGG16网络模型包括:依次连接的输入层、卷积层、最大池化层、全连接层和Softmax分类器;卷积层用于提取出二维图像集的代表特征,完成样本的二维卷积特征提取,卷积核尺寸为3*3;最大池化层用于减少卷积层的特征数;全连接层将多通道的数据整合;Softmax分类器根据标记进行分类;
卷积层的运算公式为:
其中,(i,j)表示中心像素的坐标,m表示宽度,n表示高度,g表示卷积层输出图像,f表示原图像,h表示卷积核,*是卷积运算符;
S5:输出当前目标心电信号对应的心率失常分类结果。
2.根据权利要求1所述的深度学习心率失常分类方法,其特征在于,步骤S3具体包括:将得到的二维图像集按7:3的比例分为训练集和测试集。
3.根据权利要求1所述的深度学习心率失常分类方法,其特征在于,步骤S4中,全连接层具体为:将原始VGG16模型中全连接第二层提取出来,即减少一层全连接层;全连接层的激活函数选择Relu函数,再利用主成分分析算法,对特征维度降维。
4.根据权利要求1所述的深度学习心率失常分类方法,其特征在于,步骤S4中,Softmax分类器包括:训练Softmax分类器时使用Adam优化器,损失函数选用交叉熵损失函数。