一种脉搏波特征点的提取方法及系统技术方案

本发明专利技术实施例涉及一种脉搏波特征点的提取方法及系统，其中，所述方法包括：获取原始脉搏波信号，并对所述原始脉搏波信号进行预处理后，估算预处理后的信号周期和最大斜率估计值；根据估算得到的所述信号周期和所述最大斜率估计值，搜索脉搏波上升支的斜率最大点；以所述斜率最大点为参考点，分别向后和向前迭代，以搜索主峰峰值点和脉搏波起始点；基于所述主峰峰值点和所述脉搏波起始点，搜索降中波点和降中峡点。本申请提供的技术方案，能够准确地提取各个脉搏波特征点。

A method and system for extracting characteristic points of pulse wave

【技术实现步骤摘要】
一种脉搏波特征点的提取方法及系统
本申请涉及生物医学领域与数字信号处理领域，特别涉及一种脉搏波特征点的提取方法及系统。
技术介绍
脉搏波作为一种重要的人体生理电信号，广泛应用于情绪分析、连续血压监测等。脉搏波信号一般包含5个特征点，即起始点、波峰点、降中峡、降中波和波谷点，这些特征点反映了心血管系统和血液流体动力学的状态。准确识别并提取这些特征点是利用脉搏波的关键环节。由于脉搏波信号，尤其是可穿戴设备采集的脉搏波信号中存在较多噪声，波形存在个体差异，准确提取脉搏波特征点难度很大，因此目前亟需一种能够准确识别脉搏波特征点的方法。
技术实现思路
本申请的目的在于提供一种脉搏波特征点的提取方法及系统，能够准确地提取各个脉搏波特征点。为实现上述目的，本申请提供一种脉搏波特征点的提取方法，所述方法包括：获取原始脉搏波信号，并对所述原始脉搏波信号进行预处理后，估算预处理后的信号周期和最大斜率估计值；根据估算得到的所述信号周期和所述最大斜率估计值，搜索脉搏波上升支的斜率最大点；以所述斜率最大点为参考点，分别向后和向前迭代，以搜索主峰峰值点和脉搏波起始点；基于所述主峰峰值点和所述脉搏波起始点，搜索降中波点和降中峡点。进一步地，对所述原始脉搏波信号进行预处理包括：利用带通滤波器滤除所述原始脉搏波信号中0.4Hz以下的漂移信号和10Hz以上的噪声信号。进一步地，按照以下公式计算所述脉搏波平滑斜率：g(x)＝(2f(x+2Δ)+f(x+Δ)-f(x-Δ)-2f(x-2Δ))/8其中，g(x)为脉搏波平滑斜率，f(*)为预处理后的脉搏波信号，Δ为时间间隔。进一步地，搜索脉搏波上升支的斜率最大点包括：预先设定滑动窗口的配置参数，所述配置参数包括所述滑动窗口的长度、滑动步长以及搜索范围；在所述滑动窗口内计算脉搏波平滑斜率，若所述脉搏波平滑斜率满足指定条件，根据满足所述指定条件的脉搏波平滑斜率和所述最大斜率估计值，确定脉搏波上升支的斜率最大点。进一步地，所述脉搏波平滑斜率满足指定条件包括：所述脉搏波平滑斜率的最大值位于所述滑动窗口的中间点，并且所述脉搏波平滑斜率的最大值大于所述最大斜率估计值的指定倍数；相应地，将满足所述指定条件的脉搏波平滑斜率的最大值和所述最大斜率估计值中的较小者，作为新的最大斜率估计值。进一步地，搜索主峰峰值点和脉搏波起始点包括：以脉搏波上升支的斜率最大点为参考点，向后迭代，找到斜率小于或者等于0的第一个点，并将找到的所述第一个点作为脉搏波的主峰峰值点；以脉搏波上升支的斜率最大点为参考点，向前迭代，找到斜率小于或者等于0的第一个点，并将找到的所述第一个点作为脉搏波起始点。进一步地，基于所述主峰峰值点和所述脉搏波起始点，搜索降中波点和降中峡点包括：以所述脉搏波起始点为参考，确定搜索区间，并在所述搜索区间内通过滑动窗口法确定符合条件的平滑斜率最大值点；若所述符合条件的平滑斜率最大值点的数值大于0，以所述符合条件的平滑斜率最大值点为参考，向前迭代，找到斜率小于或者等于0的第一个点，作为降中峡点；以所述符合条件的平滑斜率最大值点为参考，向后迭代，找到斜率小于或者等于0的第一个点，作为降中波点；若所述符合条件的平滑斜率最大值点的数值小于或者等于0，将所述符合条件的平滑斜率最大值点作为降中波点和降中峡点。进一步地，所述符合条件的平滑斜率最大值点按照以下方式确定：若滑动窗口内的平滑斜率最大值点位于滑动窗口的中间点，将所述平滑斜率最大值点作为符合条件的平滑斜率最大值点。进一步地，所述方法还包括：若未搜索到降中波点和降中峡点，丢弃搜索到的所述主峰峰值点和脉搏波起始点，并重新搜索脉搏波上升支的斜率最大点。为实现上述目的，本申请还提供一种脉搏波特征点的提取系统，所述系统包括：估算单元，用于获取原始脉搏波信号，并对所述原始脉搏波信号进行预处理后，估算预处理后的信号周期和最大斜率估计值；上升支搜索单元，用于根据估算得到的所述信号周期和所述最大斜率估计值，搜索脉搏波上升支的斜率最大点；主峰及起始搜索单元，用于以所述斜率最大点为参考点，分别向后和向前迭代，以搜索主峰峰值点和脉搏波起始点；降中波及降中峡搜索单元，用于基于所述主峰峰值点和所述脉搏波起始点，搜索降中波点和降中峡点。由上可见，本专利技术提出的技术方案，可以在噪声水平较高和个体差异较大的情况下，准确识别脉搏波起始点、波峰点、降中峡、降中波和波谷点5个特征点，具有很好的鲁棒性。附图说明图1为本申请实施例中脉搏波特征点的提取方法的步骤图；图2为本申请实施例中脉搏波特征点的提取系统的功能模块示意图。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施方式，都应当属于本申请保护的范围。本申请提供一种脉搏波特征点的提取方法，请参阅图1，所述方法包括以下步骤。S1：获取原始脉搏波信号，并对所述原始脉搏波信号进行预处理后，估算预处理后的信号周期和最大斜率估计值；S2：根据估算得到的所述信号周期和所述最大斜率估计值，搜索脉搏波上升支的斜率最大点；S3：以所述斜率最大点为参考点，分别向后和向前迭代，以搜索主峰峰值点和脉搏波起始点；S4：基于所述主峰峰值点和所述脉搏波起始点，搜索降中波点和降中峡点。在一个实施方式中，对所述原始脉搏波信号进行预处理包括：利用带通滤波器滤除所述原始脉搏波信号中0.4Hz以下的漂移信号和10Hz以上的噪声信号。在一个实施方式中，按照以下公式计算所述脉搏波平滑斜率：g(x)＝(2f(x+2Δ)+f(x+Δ)-f(x-Δ)-2f(x-2Δ))/8其中，g(x)为脉搏波平滑斜率，f(*)为预处理后的脉搏波信号，Δ为时间间隔。在一个实施方式中，搜索脉搏波上升支的斜率最大点包括：预先设定滑动窗口的配置参数，所述配置参数包括所述滑动窗口的长度、滑动步长以及搜索范围；在所述滑动窗口内计算脉搏波平滑斜率，若所述脉搏波平滑斜率满足指定条件，根据满足所述指定条件的脉搏波平滑斜率和所述最大斜率估计值，确定脉搏波上升支的斜率最大点。在一个实施方式中，所述脉搏波平滑斜率满足指定条件包括：所述脉搏波平滑斜率的最大值位于所述滑动窗口的中间点，并且所述脉搏波平滑斜率的最大值大于所述最大斜率估计值的指定倍数；相应地，将满足所述指定条件的脉搏波平滑斜率的最大值和所述最大斜率估计值中的较小者，作为新的最大斜率估计值。在一个实施方式中，搜索主峰峰值本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种脉搏波特征点的提取方法，其特征在于，所述方法包括：/n获取原始脉搏波信号，并对所述原始脉搏波信号进行预处理后，估算预处理后的信号周期T

【技术特征摘要】
1.一种脉搏波特征点的提取方法，其特征在于，所述方法包括：
获取原始脉搏波信号，并对所述原始脉搏波信号进行预处理后，估算预处理后的信号周期T0和最大斜率估计值G0；
根据估算得到的所述信号周期和所述最大斜率估计值，搜索脉搏波上升支的斜率最大点；
以所述斜率最大点为参考点，分别向后和向前迭代，以搜索主峰峰值点和脉搏波起始点；
基于所述主峰峰值点和所述脉搏波起始点，搜索降中波点和降中峡点。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述原始脉搏波信号进行预处理包括：
利用带通滤波器滤除所述原始脉搏波信号中0.4Hz以下的漂移信号和10Hz以上的噪声信号。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，按照以下公式计算所述脉搏波平滑斜率：
g(x)＝(2f(x+2Δ)+f(x+Δ)-f(x-Δ)-2f(x-2Δ))/8
其中，g(x)为脉搏波平滑斜率，f(*)为预处理后的脉搏波信号，Δ为时间间隔。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，搜索脉搏波上升支的斜率最大点包括：
预先设定滑动窗口的配置参数，所述配置参数包括所述滑动窗口的长度、滑动步长以及搜索范围；
在所述滑动窗口内计算脉搏波平滑斜率，若所述脉搏波平滑斜率满足指定条件，根据满足所述指定条件的脉搏波平滑斜率和所述最大斜率估计值G0，确定脉搏波上升支的斜率最大点。


5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述脉搏波平滑斜率满足指定条件包括：
所述脉搏波平滑斜率的最大值位于所述滑动窗口的中间点，并且所述脉搏波平滑斜率的最大值大于所述最大斜率估计值G0的指定倍数；
相应地，将满足所述指定条件的脉搏波平滑斜率的最大值和所述最大斜率估计值G0中的较小者，作为新的最大斜率估计值G0。


6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，搜索主峰峰值点和脉搏波起始点包括：
以脉搏波上升支的斜率最大点为参考点，向后迭代，找...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭藏燃，
申请(专利权)人：恒爱高科北京科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11