發(fā)布時(shí)間：2022-01-10 05:04

　　考慮到高溫高濕環(huán)境對(duì)人體產(chǎn)生不良影響,影響安全生產(chǎn),對(duì)光電容積脈搏波（PPG）信號(hào)用于識(shí)別人體進(jìn)入高溫高濕環(huán)境的可行性進(jìn)行研究。采集人體處于高溫高濕環(huán)境和舒適環(huán)境的光電容積脈搏波信號(hào),將信號(hào)人工標(biāo)記后輸入殘差神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練,獲得預(yù)警模型。研究結(jié)果表明:人體在高溫高濕環(huán)境和舒適環(huán)境下光電容積脈搏波信號(hào)存在差異,這種差異可以被預(yù)警模型識(shí)別;訓(xùn)練集識(shí)別準(zhǔn)確率為99.8%,測(cè)試集識(shí)別準(zhǔn)確率為98.3%,訓(xùn)練集和測(cè)試集對(duì)高溫高濕環(huán)境的查準(zhǔn)率分別為99.8%和96.9%,查全率分別為99.8%和99.7%;訓(xùn)練結(jié)果的受試者工作特征曲線（ROC）與橫坐標(biāo)所圍成的面積A_UC接近于1,因而認(rèn)為該模型有較強(qiáng)的泛化能力;所使用的方法預(yù)警時(shí)間為0.512 s,即在人體生理參數(shù)變化后0.512 s對(duì)人員發(fā)出預(yù)警。 

【文章來源】：中南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2020,51(05)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

數(shù)據(jù)預(yù)處理過程信號(hào)的能量與頻率的關(guān)系

殘差神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練共進(jìn)行了489次迭代。在迭代過程中，訓(xùn)練集準(zhǔn)確率、測(cè)試集準(zhǔn)確率、訓(xùn)練集交叉熵、測(cè)試集交叉熵如圖4所示。從圖4可見：最終模型的訓(xùn)練集準(zhǔn)確率為99.8%，測(cè)試集準(zhǔn)確率為98.3%，訓(xùn)練集交叉熵為0.363，測(cè)試集交叉熵為0.383。訓(xùn)練集與測(cè)試集準(zhǔn)確率相差較小，為1.5%，因而認(rèn)為該網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練結(jié)果有較強(qiáng)的泛化能力。圖4 訓(xùn)練過程中準(zhǔn)確率與迭代次數(shù)的關(guān)系

實(shí)驗(yàn)開始前，調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)室環(huán)境到指定的溫度和濕度，調(diào)節(jié)完成后被試人員進(jìn)入環(huán)境內(nèi)。待實(shí)驗(yàn)室環(huán)境進(jìn)一步穩(wěn)定后，開始采集被試人員的PPG信號(hào)。采集完畢后，實(shí)驗(yàn)人員離開實(shí)驗(yàn)室充分休息，休息結(jié)束后進(jìn)行下一次實(shí)驗(yàn)。本次實(shí)驗(yàn)共進(jìn)行30組，每組采集數(shù)據(jù)時(shí)間為3～5 min，實(shí)驗(yàn)設(shè)備采樣頻率為500 Hz。采集到的PPG信號(hào)如圖1所示。1.2 數(shù)據(jù)預(yù)處理


本文編號(hào)：3580102