This letter presents a novel hybrid method that leverages deep learning to exploit the multi-resolution analysis capability of the wavelets, in order to denoise a photoplethysmography (PPG) signal. Under the proposed method, a noisy PPG sequence of length N is first decomposed into L detailed coefficients using the fast wavelet transform (FWT). Then, the clean PPG sequence is reconstructed as follows. A custom feedforward neural network (FFNN) provides the binary weights for each of the wavelet sub-signals outputted by the inverse-FWT block. This way, all those sub-signals which correspond to noise or artefacts are discarded during reconstruction. The FFNN is trained on the Beth Israel Deaconess Medical Center (BIDMC) dataset under the supervised learning framework, whereby we compute the mean squared-error (MSE) between the denoised sequence and the reference clean PPG signal, and compute the gradient of the MSE for the back-propagation. Numerical results show that the proposed method effectively denoises the corrupted PPG and video-PPG signal.


翻译:本信展示了一种新型混合方法,利用深度学习来利用波子多分辨率分析能力,以隐蔽光膜成像仪信号。在拟议方法下,N长度的噪音式PPG序列首先通过快速波子变换(FWT)分解成L 详细系数。然后,清洁的PPG序列按以下方式重建。自定义的向导神经网络(FFNNN)为反FWT区块输出的每个波子信号提供二进制重量。这样,所有与噪音或人工制品相对应的子信号在重建过程中被丢弃。FFNN在受监督的学习框架内,在Beth Israel Deaconess 医疗中心(BIDMC)数据集中接受培训,我们据此在取消序列和参考干净的PPPG信号之间进行平均正方位干涉(MSE),并计算MSE的梯度,以便进行反调。NuPG和视频G信号被腐坏。

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