PPG信号质量评估方法及装置以及PPG信号处理方法及系统制造方法及图纸

本发明专利技术涉及PPG信号质量评估方法及装置以及PPG信号处理方法及系统，包括：S1、获取原始信号，S2、当其平均幅度差在第一预设范围时执行S3，否则执行S11；S3、获取有用信号；S4、当其高频和低频信噪比分别大于对应的第一门限值时执行S5，否则执行S11；S5、当其功率谱的额峰度和偏度分别大于第二门限值时执行S6，否则执行S11；S6、当相关函数的平均峰值周期在第二预设范围内时执行S7，否则执行S11；S7、当出现最大峰值大于第三门限值或峰值周期标准差小于第四门限值时执行S8，否则执行S11；S8、当自相关函数的峰峰差值标准差小于第五门限值时执行S9，否则执行S10；S9、判定为第一等级；S10、判定为第二等级；S11、判定为第三等级。判定为第三等级。判定为第三等级。

【技术实现步骤摘要】
PPG信号质量评估方法及装置以及PPG信号处理方法及系统


[0001]本专利技术涉及信号分析及处理
，更具体地说，涉及PPG信号质量评估方法及装置以及PPG信号处理方法及系统。

技术介绍

[0002]光电容积脉搏波PPG(Photoplethysmograph)技术是一种利用光电的方法测量一次心跳周期血流量变化的技术，其主要利用光电二极管射向皮肤，然后通过接收反射光的强度，获得能够反映血流量的波形。这些波形包含人体丰富的生理信息。由于PPG便携性、低成本以及非侵入性受到越来越多的科技公司、科研机构的欢迎，应用也非常广泛：心率检测、血氧计算、血压估计和睡眠分期等生理指标的计算。
[0003]然而PPG在实际采集的过程中难免受到工频噪声、运动伪影和环境光的干扰，当PPG波形严重失真或者存在严重噪声时，是无法通过滤波等预处理技术得到可用的PPG波形用于准确计算生理指标的。因此，在计算生理指标之前需要对PPG信号的质量进行评估，将严重失真的不可用PPG信号舍弃，将质量好的干净的PPG信号用于生理指标的计算，这样可以有效提高生理指标计算的准本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种PPG信号质量评估方法，其特征在于，包括步骤：S1、获取预设时长的原始PPG信号，其中，所述PPG信号为光电容积脉搏波形信号；S2、预处理所述原始PPG信号以得到若干预设长度的波形片段，获取若干所述波形片段的平均幅度差，判断所述平均幅度差是否在第一预设范围内，若是，则执行步骤S3，否则执行步骤S11；S3、对所述原始PPG信号分别进行高通滤波和低通滤波，基于高通滤波结果和低通滤波结果获取所述原始PPG信号的有用信号；S4、基于所述有用信号和所述高通滤波结果获取所述原始PPG信号的高频信噪比，基于所述有用信号和所述低通滤波结果获取所述原始PPG信号的低频信噪比，判断所述高频信噪比和所述低频信噪比是否分别大于其对应的第一门限值，若是，执行步骤S5，否则执行步骤S11；S5、获取所述有用信号的自相关函数，对所述自相关函数进行傅里叶变换以得到所述有用信号的功率谱，分别获取所述功率谱的峰度和偏度，判断所述功率谱的峰度和偏度是否分别大于其对应的第二门限值，若是，执行步骤S6，否则执行步骤S11；S6、获取所述自相关函数的平均峰值周期，确认所述平均峰值周期是否在第二预设范围内，若是，则执行步骤S7，否则执行步骤S11；S7、获取所述自相关函数的最大峰值和峰值周期标准差，确认是否出现所述最大峰值大于第三门限值或所述峰值周期标准差小于第四门限值，若是，则执行步骤S8，否则执行步骤S11；S8、获取所述自相关函数的峰峰差值标准差，确认所述峰峰差值标准差是否小于第五门限值，若是，则执行步骤S9，否则，执行步骤S10；S9、判定所述原始PPG信号为第一等级信号，并结束；S10、判定所述原始PPG信号为第二等级信号，所述第二等级信号质量低于所述第一等级信号质量，并结束；S11、判定所述原始PPG信号为第三等级信号，所述第三等级信号质量低于所述第二等级信号质量，并结束。2.根据权利要求1所述的PPG信号质量评估方法，其特征在于，在所述步骤S1中，所述预设时长为大于或等于5s小于或等于15s。3.根据权利要求1所述的PPG信号质量评估方法，其特征在于，在所述步骤S2中，所述预处理所述原始PPG信号以得到若干预设长度的波形片段，包括：对所述原始PPG信号进行中值滤波，对滤波后的信号以所述预设长度的滑动窗口依次进行无间隔截取以获取若干所述波形片段，其中所述波形片段之间不重叠；和/或，所述获取所述若干波形片段的平均幅度差，包括：获取每一波形片段的幅度差，并获取所有波形片段的幅度差的平均值为所述平均幅度差。4.根据权利要求1所述的PPG信号质量评估方法，其特征在于，所述第一预设范围大于或等于150且小于或等于90000；和/或，所述预设长度为1s。5.根据权利要求1所述的PPG信号质量评估方法，其特征在于， 在所述步骤S3中，所述
对所述原始PPG信号分别进行高通滤波和低通滤波，基于高通滤波结果和低通滤波结果获取所述原始PPG信号的有用信号；包括：S31、以截止频率为第一频率的巴特沃斯高通滤波器对所述原始PPG信号进行高通滤波，以得到高频噪声信号；S32、以截止频率为第二频率的巴特沃斯低通滤波器对所述原始PPG信号进行低通滤波，以得到低频噪声信号；S33、对所述原始PPG信号分别剔除所述高频噪声信号和所述低频噪声信号，以剩余信号为所述有用信号。6.根据权利要求5所述的PPG信号质量评估方法，其特征在于，在所述步骤S4中，所述基于所述有用信号和所述高通滤波结果获取所述原始PPG信号的高频信噪比，包括：获取所述高频噪声信号与所述有用信号的比值为所述高频信噪比；所述基于所述有用信号和所述低通滤波结果获取所述原始PPG信号的低频信噪比，包括：获取所述低频噪声信号与所述有用信号的比值为所述低频信噪比。7.根据权利要求1所述的PPG信号质量评估方法，其特征在于，在所述步骤S4中，所述高频信噪比对应的第一门限值大于或等于6dB，所述低频信噪比对应的第一门限值大于或等于
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15dB；和/或，在所述步骤S5中，所述功率谱的偏度对应的第二门限值大于或等于12，所述功率谱的峰度对应的第二门限值大于或等...

【专利技术属性】
技术研发人员：成世杰，冯谦谨，
申请(专利权)人：广东玖智科技有限公司，
类型：发明
国别省市：