电气工程与系统科学 > 信号处理
[提交于 2025年6月25日
(v1)
,最后修订 2025年7月28日 (此版本, v4)]
标题: 掩码自编码器感受心脏:揭示心电图分析中的简单性偏差
标题: Masked Autoencoders that Feel the Heart: Unveiling Simplicity Bias for ECG Analyses
摘要: 心电图(ECG)的诊断价值在于其动态特性,从节律波动到随时间域和频率域演变的细微波形变形。然而,监督ECG模型往往过度拟合主导且重复的模式,忽视了细粒度但临床上关键的提示,这种现象称为简单性偏差(SB),其中模型更倾向于学习容易获取的信号而非细微但有信息量的信号。在本工作中,我们首先通过实证证明了ECG分析中SB的存在及其对诊断性能的负面影响,同时发现自监督学习(SSL)可以缓解这一问题,为解决偏差提供了一个有前景的方向。遵循SSL范式,我们提出了一种新方法,包含两个关键组件:1)时间-频率感知滤波器,用于捕捉反映ECG信号动态特性的时频特征,以及2)在此基础上,构建多粒度原型重构,以在双域中进行粗粒度和细粒度表示学习,进一步减轻SB。为了推进ECG分析中的SSL,我们整理了一个大规模多中心ECG数据集,包含来自300多个临床中心的153万条记录。在六个ECG数据集上的三个下游任务实验表明,我们的方法有效减少了SB,并实现了最先进性能。
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