波信號中各節拍信號的節拍周期1\后,借助預設定的重搏 波相對位置參數RP和預設定重搏波時域寬度范圍Ωg,來找到脈搏波信號中各節拍信號的 重搏波波谷點和重搏波波峰點,這樣處理的原因在于,由于脈搏波信號波形中的重搏波波 谷點和重搏波波峰點在不同節拍信號中往往是在一定范圍內變化的,因此借助重搏波相對 位置參數RP和預設定重搏波時域寬度范圍Ω g作為輔助參數,將其定位到一個大致的位置 范圍內,這樣能夠克服一些因對象個體自身生理狀況導致的脈搏波波形重搏波波形不明顯 的情況,從而提高對脈搏波信號中重搏波波谷點和重搏波波峰點的識別準確率。
[0045] 4)對于脈搏波信號中任意的第i個節拍信號,對其主峰波峰點cjlj重搏波波谷點 A之間的信號段Pi (η)進行五層小波分解,即:
[0047] 得到其d5層信號增(《),η表示所述信號段Pi (η)中包含的采樣點數,〇)表示 所述信號段Pi (η)進行五層小波分解得到的低頻信號部分,irU?)表示所述信號段?1 (η)進 行五層小波分解得到的dk層信號,k e {1,2, 3, 4, 5};在所述d5層信號Κ(/7)的起始點為 起點的預設定潮波時域寬度范圍內找到幅值極大值點,將所述幅值極大值點對應在脈 搏波信號中的位置點判定為第i個節拍信號的潮波波峰點e1;由此,分別確定脈搏波信號 中各節拍信號的潮波波峰點。
[0048] 5)對于脈搏波信號中任意的第i個節拍信號,對其主峰波峰點Cl到潮波波峰點e i 之間的信號段進行微分處理,判斷其一階微分信號中是否存在過零點;若是,則判定該過零 點位置點對應在脈搏波信號中的位置點為第i個節拍信號的潮波波谷點d1;若主峰波峰點Cl到潮波波峰點e 間信號段的一階微分信號中不存在過零點,則進一步計算主峰波峰點 Cl到潮波波峰點e i之間信號段的二階微分信號,在該二階微分信號中找出第i個節拍信號 的潮波波峰點ei所對應位置處之前的第二個過零位置點,判定該第二個過零位置點對應在 脈搏波信號中的位置點為第i個節拍信號的潮波波谷點d1;由此,分別確定脈搏波信號中 各節拍信號的潮波波谷點。
[0049] 在步驟4和步驟5中,通過劃分信號段逐步縮小檢索識別范圍的方式,來減少識別 潮波波峰點和潮波波谷點的干擾因素,并且針對于脈搏波信號中潮波波峰點和潮波波谷點 可能不夠明顯的情況,還結合了小波分解及求取一階微分信號、二階微分信號的方式放大 信號的特征,對潮波波峰點和潮波波谷點進行定位,能夠有效地幫助提高脈搏波信號中潮 波波峰點或潮波波谷點不明顯情況下的檢測準確度。
[0050] 下面通過實施例對本發明的實際應用和效果做進一步說明。
[0051] 實施例:
[0052] 圖3中示出了實際使用脈搏波傳感器在采樣頻率為400Hz時所得到三組脈搏波信 號波形,其中(3a)組脈搏波信號中各特征點都較為明顯,(3b)組脈搏波信號中的潮波不夠 明顯,(3c)組脈搏波信號中的重搏波不夠明顯。如果利用傳統的脈搏波特征點識別方法, 對于(3b)組脈搏波信號進行檢測則基本檢測不到潮波波谷點和潮波波峰點,而對(3c)組 脈搏波信號進行檢測則對于重搏波波谷點和重搏波波峰點的定位容易出現較大偏差。
[0053] 本實施例中,采用本發明基于波形時域特征的脈搏波信號特征點檢測方法,分別 對圖3所示的三組不同形狀的脈搏波信號進行特征點檢測,其處理流程如圖1所示,將采集 的脈搏波信號輸入至計算機,由計算機進行采樣預處理后,以脈搏波信號中各節拍信號的 脈搏波節拍起點、主動脈打開點、主峰波峰點、潮波波谷點、潮波波峰點、重搏波波谷點和重 搏波波峰點作為特征點識別對象,對脈搏波信號中的各特征點進行識別檢測;計算機對脈 搏波信號中的特征點進行識別檢測的具體步驟如下:
[0054] 1)對脈搏波信號進行峰值識別處理,并將幅值大于預設定幅值閾值Ve的峰值點 判定為脈搏波信號中的主峰波峰點,從而確定脈搏波信號中各節拍信號的主峰波峰點Cl,i =1,2,…,N,N表示脈搏波信號中包含的節拍總數。本實施例中,預設定幅值閾值Ve的取 值為脈搏波信號中最大幅值與最小幅值之差的〇. 6~0. 8倍。
[0055] 2)對脈搏波信號進行一階微分處理后,對于脈搏波信號中任意的第i個節拍信號 而言,在脈搏波信號的一階微分信號中找出第i個節拍信號的主峰波峰點Cl所對應位置處 之前的第一個過零位置點,將所述第一個過零位置點對應在脈搏波信號中的位置點判定為 第i個節拍信號的主動脈打開點b1;由此,分別確定脈搏波信號中各節拍信號的主動脈打 開點;
[0056] 3)本實例中圖3中(3a)組所示的脈搏波波形特征明顯,利用一般的脈搏波識別方 法很容易識別,但是對于圖3中(3c)組所示的脈搏波重搏波特征不明顯,利用一般的方法 難以準確的定位識別。因此本發明中引入重搏波相對位置參數RP和預設定重搏波時域寬 度范圍兩個輔助參數,將其定位到一個大致的位置范圍內之后,再加以詳細定位。此處 對脈搏波信號進行如下處理:
[0057] 根據脈搏波信號中各節拍信號的主峰波峰點的位置,分別確定脈搏波信號中各節 拍信號的節拍周期Tyi = 1,2,···,Ν,然后在各節拍信號中分別標記其重搏波參考位置點; 其中,任意的第i個節拍信號中重搏波參考位置點g' i的位置P(g' 根據第i個節拍信 號的節拍周期、主峰波峰點Cl的位置P(c J以及預設定的重搏波相對位置參數RP確定:
[0058] P(gr ,) = PCc^ + CRPXT,);
[0059] 然后在第i個節拍信號中以重搏波參考位置點g' i為中心的預設定重搏波時域 寬度范圍內找到幅值極大值點和幅值極小值點,分別判定為第i個節拍信號的重搏波 波谷點匕和重搏波波峰點g1;由此,分別確定脈搏波信號中各節拍信號的重搏波波谷點和 重搏波波峰點。
[0060] 4)對于脈搏波信號中任意的第i個節拍信號,對其主峰波峰點C$j重搏波波谷點 仁之間的信號段P i (η)進行五層小波分解,得到其d5層信號〇),η表示所述信號段Pi (η) 中包含的采樣點數,在該d5層信號#(〃)的起始點為起點的預設定潮波時域寬度范圍 內找到幅值極大值點,將所述幅值極大值點對應在脈搏波信號中的位置點判定為第i個節 拍信號的潮波波峰點e1;由此,分別確定脈搏波信號中各節拍信號的潮波波峰點。如圖4為 潮波明顯的脈搏波信號中一個主峰波峰點到重搏波波谷點之間的信號段的原始信號(4a) 及其d5層信號(4b)示意圖,圖5所示為潮波不明顯的脈搏波信號中一個主峰波峰點到重 搏波波谷點之間的信號段的原始信號(5a)及其d5層信號(5b)示意圖,圖中圈出的標記點 記為確定得出的潮波波峰點所在位置。
[0061] 5)在成功確定潮波波峰點之后,在主峰波峰點與潮波波峰點之間去尋找潮波波谷 點,可以減少處理信號的長度,以達到減少定位出錯的概率。因此,對于脈搏波信號中任意 的第i個節拍信號,對其主峰波峰點Cl到潮波波峰點e i之間的信號段進行微分處理,判斷 其一階微分信號中是否存在過零點;若是,則判定該過零點位置點對應在脈搏波信號中的 位置點為第i個節拍信號的潮波波谷點山,圖6示出了潮波明顯的脈搏波波形信號中一個 主峰波峰點到潮波波峰點之間的信號段的原始信號^a)及其一階微分信號^b)、二階微 分信號^c),從中可以看到在其中的一階微分信號中的過零點位置點,即為潮波波谷點所 對應的位置點;若主峰波峰點Cl到潮波波峰點ei之間信號段的一階微分信號中不存在過零 點,則進一步計算主峰波峰點Cl到潮波波峰點e i之間信號段的二階微分信號,在該二階微 分