CN114795153B 一种脉搏波和心电信号优 质波形的融合提取方法和装置 （南京邮电大学）

号一种脉搏波和心电信号优质波形的融合提本发明提供了一种脉搏波和心电信号优质2对获取的光电容积脉搏波PPG信号和心电ECG信号分别进行预处理，得到预处理后的对预处理后的PPG信号和ECG信号融合特征点检测，得到PPG信号波峰(1)检测出PPG信号第一个波峰位置根据实验测定的PPG相邻波峰横坐%-)提取的PPG波谷值是否满足阈值条件，若符合保存V1横纵坐标取值；若不符合则返回步骤(5)提取第二个ECG波峰R2，ECG波谷S2和PPG波谷V2时步长更新为XP-XP2寻找最值范i对单个周期PPG和ECG信号波形数据进行特征值提取，得到单个周期的P通过检测到的连续m个周期的PPG信号波峰和波谷，根据设定的间隔，；基于PPG和ECG信号波峰波谷特征点以及各个周期的PPG和ECG信号特征值，对连续m个3基于PPG和ECG信号波峰波谷特征点以及各个周期的PPG和ECG信号特征值，单个周期i与Si2之间的斜率对连续m个周期PPG和ECG信对ECG信号通过分解层数KECG＝5的变分模态分解及各模态分量的小波变换降噪进行处预处理模块，被配置为对获取的光电容积脉搏波PPG信号和心电EC(1)检测出PPG信号第一个波峰位置根据实验测定的PPG相邻波峰横坐4提取的PPG波谷值是否满足阈值条件，若符合保存V1横纵坐标取值；若不符合则返回步骤(5)提取第二个ECG波峰R2，ECG波谷S2和PPG波谷V2时步长更新为XP-XP2寻找最值范i特征值提取模块，被配置为对单个周期PPG和ECG信号波形数据进行计算判断模块，被配置为基于PPG和ECG信号波峰波谷特征点特征值，单个周期PPG信号计算三条斜率，分别为点Pi与Pi4、Pi与Pi7、Vi与Vi4之间的斜率slopep,pxslopep,py、slopevvzs单个周期ECG信号计算三条斜率，分别为点Ri与Ri2、Ri与Si2、Si与Si2之间的斜率对连续m个周期PPG和7.一种脉搏波和心电信号优质波形的融合提取所述处理器用于根据所述指令进行操作以执行根据权利要求1至5任一项所述方法的5[0007]本发明的目的在于提供一种脉搏波和心电信号优质波形[0011]对获取的光电容积脉搏波PPG信号和心电ECG信号分别进行(降噪及消除基线漂PPG和ECG信号波峰波谷特征点以及包含特征点的连续m个周期PPG和EC6[0019]对ECG信号通过分解层数KECG＝5的VMD分解及各模态分量(IMFS)的小波变换降噪[0025](5)提取第二个ECG波峰R2，ECG波谷S2和PPG波谷V2时步长更新为XP-Xii；7与Si2i与Si2之间的斜率对连续m个周期PPG和ECG信排除信号中的异常段，得到PPG和ECG信号波峰波谷特征点以及包含特征点的连续m个周期[0041]特征值提取模块，被配置为对单个周期PPG和ECG信号波[0042]计算判断模块，被配置为基于PPG和ECG信号波峰波谷特征点以及各个周期的PPG8[0048]图1是本发明所设计一种脉搏波和心电信号优质波形的融合提取方法的总体流程[0055]对获取的光电容积脉搏波PPG信号和心电ECG信号分别进行(降噪及消除基线漂PPG和ECG信号波峰波谷特征点以及包含特征点的连续m个周期PPG和EC[0063]对ECG信号通过分解层数KECG＝5的VMD分解及各模态分量(IMFS)的小波变换降噪[0065](1)检测出PPG信号第一个波峰位置根据实验测定的PPG相邻波峰9[0069](5)提取第二个ECG波峰R2，ECG波谷S2和PPG波谷V2时步长更新为XP-Xii；[0076]通过检测到的连续m个周期ECG信号的波峰和波谷，提取ECG波峰Ri的左边两个点i与Si2之间的斜率对连续m个周期PPG和ECG信[0088]步骤5：对提取的连续m(m＝5)个周期的PPG和ECG信号波[0090]本发明对PPG信号首先通过带通滤波结合分解层数KPPG＝4的变分模态分解(VMD)进行处理，对ECG信号通过KECG＝5的VMD分解及各模态分量(IMFS)的小波变换降噪进行处[0091]针对PPG信号，首先通过巴特沃7Hz内主要脉动成分，进一步利用变分模态分解(VMD)将PPG信号分解得到各模态分量IMFs[0095]由于IMFS分量具有近似正交性，若选取合适的K值，则信号分解后的能量泄漏较或不同，计算分解后各模态分量与原始信号的相关系数，将相关系数值大于[0100]脉搏波和心电信号融合特征点检测如图2所示，脉搏波和心电信号优质波形的融ii[0106]基于脉搏波和心电信号融合检测获得的的连续m个周期的PPG与ECG信号的波峰波Pi5i6i7ECG波峰Ri的左边两个点Ri1Pi4i5i6i7ii1i2i3i4ii1i2ii1i2i3ECG信号的三条斜率方差阈值判断：[0112]最后对连续m(m＝5)个周期PPG和ECG信号的波峰波谷特征点、特征值和斜率进行排除信号中的异常段，得到PPG和ECG信号波峰波谷特征点以及包含特征点的连续m个周期[0120]特征值提取模块，被配置为对单个周期PPG和ECG信号波[0121]计算判断模块，被配置为基于PPG和ECG信号波峰波谷特征点以及各个周期的PPG现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定[0130]这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特令装置的制造