时间非平稳分量分析及其在无创胎儿心电图提取中的应用

目的：时间非平稳信号的混合在生物医学应用中十分常见。源信号的非平稳性可用作信号分离的判别特性。本文提出一种半盲源分离算法，用于从信号与噪声的线性多通道混合中提取时间非平稳分量。方法：提出一种假设检验，通过使用监测新息过程一阶与二阶统计量的专用指标，检测并融合时间非平稳事件。作为概念验证，该通用框架在公开数据集上针对从母体腹部获取的无创胎儿心脏记录进行定制与测试，采用两类非平稳检测器：1)局部功率变化检测器；2)利用扩展卡尔曼滤波器新息过程特性的模型偏差检测器。结果：所提方法在不同信噪比下、存在白噪声与有色噪声时的性能得到评估。结论与意义：所提方案具有通用性，可用于提取多变量数据中来自预设模型的非平稳事件与样本偏差，这是许多机器学习应用中的反复出现问题。