【摘要】：心率檢測作為醫(yī)療監(jiān)護(hù)中最常見的檢查之一,是最能衡量人體健康程度的標(biāo)志。因此,使用可穿戴設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)測心率的變化,不僅能夠使得人們每時(shí)每刻了解到自己的身體狀況。還可以對控制運(yùn)動提供指導(dǎo)依據(jù),避免由于過激運(yùn)動而給免疫系統(tǒng)等帶來較大的壓力。但是光電容積脈搏信號極易受到運(yùn)動偽影的干擾使得心率監(jiān)測誤差大。那么如何消除運(yùn)動偽影對光電容積脈搏信號的影響從而提高心率檢測的準(zhǔn)確率。本文為使減少運(yùn)動干偽影對光電容積脈搏信號的干擾是展開研究。本文立足于光電容積脈搏信號的特點(diǎn),提出了兩種方法框架來減少光電容積脈搏信號中的運(yùn)動偽跡。第一種是基于加速度傳感器的自適應(yīng)濾波方法用于從光電容積脈搏信號中提取心率。考慮到歸一化LMS算法的收斂速度慢及跟蹤能力慢等問題,提出一種基于雙曲正弦函數(shù)的非線性關(guān)系的變步長LMS算法(HSFLMS算法)。在框架中應(yīng)用運(yùn)動判別對光電容積脈搏信號進(jìn)行運(yùn)動狀態(tài)檢測,再對運(yùn)動情形下的光電容積脈搏信號應(yīng)用自適應(yīng)濾波處理。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明了應(yīng)用于框架中的HSFLMS算法能有效的重構(gòu)光電容積脈搏信號,最后在光電容積脈搏信號中提取的心率值。第二種是為了解決第一種中可能出現(xiàn)加速度信號與噪聲干擾信號無關(guān)的的問題。提出一種小波閾值法和自適應(yīng)濾波法相融合的新的框架。使用小波閾值法消噪后的光電容積脈搏信號和加速度計(jì)產(chǎn)生的加速度信號作為參考信號源。并在自適應(yīng)濾波系統(tǒng)中,提出了一種新的基于洛倫茲函數(shù)的迭代因子和誤差信號的非線性關(guān)系的變步長LMS算法(LVS-LMS算法)。將新的參考信號源和LVS-LMS算法應(yīng)用于框架中,能夠有效的重構(gòu)光電容積脈搏信號從而準(zhǔn)確的提取心率。和傳統(tǒng)的快速傅里葉變換心率提取方法比較,本文的方法計(jì)算的心率值更精確。
【圖文】：

自適應(yīng)技術(shù)在不同的領(lǐng)域成功應(yīng)用的越來越多。比如信號增強(qiáng)模型、回波消除模型、逡逑系統(tǒng)辨識模型、信道均衡模型、噪聲消除模型、自適應(yīng)波束形成模型以及控制等許許逡逑多多領(lǐng)域。圖３．１展示了兩種典型的自適應(yīng)濾波系統(tǒng)的應(yīng)用。自適應(yīng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要分逡逑為非遞歸結(jié)構(gòu)的ＦＩＲ濾波器和遞歸結(jié)構(gòu)的ＩＩＲ濾波器的兩種方式來實(shí)現(xiàn)。自適應(yīng)系統(tǒng)逡逑中的自適應(yīng)算法，是根據(jù)濾波器系數(shù)自適應(yīng)調(diào)整從而使的某個(gè)提前確定的規(guī)則能夠達(dá)逡逑到最優(yōu)化。算法的選擇會對整個(gè)自適應(yīng)過程的一些關(guān)鍵特性產(chǎn)生直接的影響。這些關(guān)逡逑１６逡逑

邐２逡逑Ｘ逡逑圖３．３雙曲正弦函數(shù)圖像逡逑１．４邋ｉ邐ｉ邐ｃ邐ｃ邐ｃ邐ｃ邐邐逡逑１．２邋－邐－逡逑１邋＾邐ｒ逡逑＼邋／逡逑０．８邋－邋＼邋／邋－逡逑＇邐Ｖ邐？逡逑＼邋／逡逑０．６邋＇邋＼邋／邋－逡逑＼邋／逡逑０．４－邐、邐／邐－逡逑＼邋／逡逑０２－邋＼邋，’邋－逡逑＇、、＼邋，’逡逑Ｑ邋Ｌ邐Ｃ邐［邐？—邋ｒ邋＿■－－邐￡邐ｉ邐逡逑－３－２－１０１２３逡逑ｘ逡逑圖３．４變換后的函數(shù)圖像逡逑４．＼邐／邋同逡逑－．１邋＼逡逑。，，＼＼邋＼邐／邋／ｒ＾－逡逑１邋＼邋＾逡逑Ｑ邋邐Ｃ邐Ｃ邐ｃ邐ｒ邐ｒ邐ｒ邋邐ｊ；邐邋ｒ邐．逡逑－１邐－０．８邐－０．６邐－０．４邐－０．２邐０邐０．２邐０．４邐０．６邐０．８邐１逡逑ｅ（ｎ）逡逑（ａ）邋ｂ變化時(shí)的曲線逡逑圖３．５（ｃ）為參數(shù)0、６、ｃ不變，對ｄ進(jìn)行調(diào)整時(shí)，ｅ（？）和盧⑷之間的函數(shù)曲線圖，其逡逑中，ｇ邋＝邋０．９００、６邋＝邋２．５００、ｃ邋＝邋０．００２。參數(shù)６、ｃ越大，曲線越陡峭，因此，參數(shù)６、逡逑２２逡逑
【學(xué)位授予單位】：長沙理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TH77

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前8條

1 張會芝;穆曉霞;王鮮芳;;一種新變步長LMS算法及在自適應(yīng)波束形成中的應(yīng)用[J];測控技術(shù);2014年01期

2 石萍;喻洪流;;光電容積描記技術(shù)原理及其應(yīng)用[J];生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)雜志;2013年04期

3 龔渝順;吳寶明;高丹丹;蔣洪;閆慶廣;;動態(tài)環(huán)境血氧飽和度監(jiān)測的運(yùn)動干擾分離自適應(yīng)對消方法[J];航天醫(yī)學(xué)與醫(yī)學(xué)工程;2012年04期

4 馬俊領(lǐng);王成;李章俊;趙宏W

本文編號：2669300