Duplicated ECG signal decomposition

This paper presents a new method to decompose a duplicated ECG signal, which is measured from two people, to two individual ECG signals. In paper, it is shown that the duplicated ECG signal can be decomposed, provided that their SAECG signals are known. As the SAECG signal is the average of a ECG signal, it is a feature to identify individual ECG signals from the duplicated signal. Since the ECG signal is nearly periodic, so-called heart-rate, the period of each ECG signal can be found by using the autocorrelation of the duplicated signal, That is, the autocorrelation has high peaks at the multiple instants of heart-rate of each person. With the heart-rate of each person obtained by some processing, all R-peaks are identified by the SAECG signals. To be concrete, the SAECG signal of each person is repeatedly placed at the R-peak instants with his heart-rate, and the weight of each SAECG signal is computed by LMSE optimization. Finally, as adding the error signal in the LMSE optimization processing to the weighted SAECG signal, each individual ECG signal is obtained. In experimental results, we demonstrate that the duplicated ECG signal is successfully decomposed into two ECG signals.

이중 심전도 신호의 분리 방법

본 논문에서는 두 사람의 합쳐진 심전도 신호를 분리하여 개인의 심전도 신호로 복원하는 방법을 제안한다. 합쳐진 심전도 신호를 분리하기 위해, 두 사람의 평균 심전도 신호를 사전에 측정하여 가지고 있다고 가정한다. 평균 심전도 신호는 합쳐진 심전도 신호에서 개인의 심전도 신호를 식별하는데 활용될 수 있다. 심전도 신호는 거의 주기 신호의 특성을 가지고 있기 때문에, 자기상관성을 구하면 심박 수의 배수마다 높은 피크 값을 가진다. 이를 통해 각 개인의 심박 주기를 파악할 수 있다. 파악된 두 사람 각각의 주기와 평균 심전도 신호를 이용하여 각각의 R-peak가 어느 사람의 R-peak인지 분류할 수 있다. 즉, 각 사람의 평균심전도 신호를 찾아진 R-peak위치에 배치하여 각 사람의 심전도신호의 추정신호를 만든 뒤 각 신호에 가중치를 얼마나 줘야 하는지 LMSE 최적화를 통해 계산된다. 이 가중치를 기반으로 복원신호를 만들어낸다. 이 복원신호에 에러 신호를 각 복원신호의 비율만큼 더해주는 추가 보정작업을 거침으로써 보다 실질적인 신호로 복원한다. 실험 결과를 통해 합쳐진 심전도 신호가 성공적으로 개인의 심전도 신호로 분리되는 것을 알 수 있다.