心率是人體重要的生理指征,對于心率的長期監(jiān)控可有效預(yù)防一些心血管類疾病的發(fā)生,具有重要的生理意義。目前實(shí)現(xiàn)心率檢測主要利用的是心電圖信號和脈搏波信號。心電圖信號的測量需要使用濕潤電極片貼在胸部,給用戶帶來了很大的不便。光電容積脈搏波信號的強(qiáng)度變化主要是由于心臟搏動導(dǎo)致動脈血容積變化而引起的,因此可利用脈搏波信號來計(jì)算心率。脈搏波信號檢測心率方便舒適,但在運(yùn)動狀態(tài)下,脈搏波的光程差容易受到噪聲干擾,從而影響心率值的正確計(jì)算。因此,有必要對運(yùn)動狀態(tài)下的脈搏波心率檢測技術(shù)展開相應(yīng)的研究。本文針對運(yùn)動狀態(tài)下利用脈搏波檢測心率這一難題,就脈搏波去噪算法和心率計(jì)算方法兩方面的內(nèi)容展開了深入研究,改進(jìn)了運(yùn)動狀態(tài)下的心率檢測方法,包括運(yùn)動噪聲消除算法和譜峰選擇及心率估算方法,并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。論文的主要內(nèi)容及工作成果如下:1、研究了基于脈搏波的心率檢測方法。分析了運(yùn)動噪聲消除算法,包括自適應(yīng)濾波算法、奇異譜分析算法和小波變換去噪算法。研究了利用脈搏波時(shí)域、頻域上的信息,進(jìn)行心率計(jì)算的方法。2、提出了三種改進(jìn)的運(yùn)動噪聲消除算法。一是基于自適應(yīng)濾波的方法,改進(jìn)了濾波器的結(jié)構(gòu)和參考信號。二是提出了利用稀疏信... 

【文章來源】：北京郵電大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：86 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

一受到輕徽運(yùn)動千擾的脈搏波時(shí)頻域

??如圖２－２所示，受到輕微噪聲干擾時(shí)，真實(shí)心率所對應(yīng)的譜峰被部分淹沒。??如圖２－３所示，在受到嚴(yán)重噪聲干擾的情況下，真實(shí)心率所對應(yīng)的譜峰被完全淹??沒，運(yùn)動干擾帶來的譜峰占據(jù)了信號頻譜的主要部分。??受到嚴(yán)氓運(yùn)動干擾的脈柯波時(shí)域?，?受到嚴(yán)呎運(yùn)動干擾的脈搏波頻域??８Ｑ?５．００?．．．?１．．．??６０－??丨?Ｈ?｜?Ｉ??ａ－２０?丨?｜??Ｍ?Ｕ?Ｍｉ?Ｉ??，＊?！?ｆ？?１?６７?ｆ??？６０！?Ｊ??－８０?ｒ?Ｉ?／??１２Ｑ??????????Ｉ?〇?＾?．．．．．．ｊＡａＡ＾?—?Ｉ??０?２００?４００?６００?８００?１０００?０?２００?４００?６００?８００?１０００??頻牛Ｓｆｌ?Ｉ??圖２－３受到嚴(yán)重運(yùn)動干擾的脈搏波時(shí)頻域??因此，在運(yùn)動干擾噪聲影響很大的情況下，難以在脈搏波頻譜上獲取到心率，需??要利用運(yùn)動干擾消除和心率估算算法，來推算出真實(shí)的心率值。??利用脈搏波計(jì)算心率的框架主要包括三部分，分別是脈搏波采集模塊（ＰＰＧ??ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ）、運(yùn)動噪聲消除模塊（ＭＡ?Ｃａｎｃｅｌｌａｔｉｏｎ）和心率計(jì)算模塊（ｈｅａｒｔ?ｒａｔｅ??ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ）。圖２－４是該框架的不意圖。??ｆ?光電傳？器?．含雄Ｗ■費(fèi)及？；＂＾?ｉｃｆｔ｜５ＳＳ＇Ｈ８＾?Ｃ率ｉ＋Ｈ?／?＼??、—廠?－吒稀郵＜５命??（陀咖）?ＳＱｉｆＳｆｌ?號―Ｈ????ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ）??圖２４利用脈搏波計(jì)算心率的框架圖??脈搏波采集模塊主要負(fù)責(zé)的是利用光電傳感器中的發(fā)光二極管發(fā)出光波

丨?Ｈ?｜?Ｉ??ａ－２０?丨?｜??Ｍ?Ｕ?Ｍｉ?Ｉ??，＊?！?ｆ？?１?６７?ｆ??？６０！?Ｊ??－８０?ｒ?Ｉ?／??１２Ｑ??????????Ｉ?〇?＾?．．．．．．ｊＡａＡ＾?—?Ｉ??０?２００?４００?６００?８００?１０００?０?２００?４００?６００?８００?１０００??頻牛Ｓｆｌ?Ｉ??圖２－３受到嚴(yán)重運(yùn)動干擾的脈搏波時(shí)頻域??因此，在運(yùn)動干擾噪聲影響很大的情況下，難以在脈搏波頻譜上獲取到心率，需??要利用運(yùn)動干擾消除和心率估算算法，來推算出真實(shí)的心率值。??利用脈搏波計(jì)算心率的框架主要包括三部分，分別是脈搏波采集模塊（ＰＰＧ??ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ）、運(yùn)動噪聲消除模塊（ＭＡ?Ｃａｎｃｅｌｌａｔｉｏｎ）和心率計(jì)算模塊（ｈｅａｒｔ?ｒａｔｅ??ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ）。圖２－４是該框架的不意圖。??

【參考文獻(xiàn)】：
碩士論文
[1]基于PPG信號的運(yùn)動狀態(tài)下心率檢測[D]. 黃海誠.東南大學(xué) 2016
[2]穿戴式脈搏信號檢測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與算法研究[D]. 黃旭為.華南理工大學(xué) 2015



本文編號：3580166