一种基于PPG的头戴式心率检测方法、系统和头戴设备技术方案

本发明专利技术提出了一种基于PPG的头戴式心率检测方法、实施该方法的心率检测系统以及头戴设备，该基于PPG的头戴式心率检测方法包括以下步骤：在额头静脉处采集PPG和ACC数据；数据预处理；采用如权利要求1所述的自适应运动模式心率检测方法；以及心率后处理。本发明专利技术提出的适合实时检测的运动模式下相关心率检测技术，根据不同运动模式可选择不同的心率提取优化算法，降低算法的实现复杂度，提高心率检测的准确性。准确性。准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于PPG的头戴式心率检测方法、系统和头戴设备


[0001]本专利技术属于心率检测
，尤其涉及一种基于PPG的头戴式心率检测方法、系统和头戴设备。

技术介绍

[0002]PPG是借光电手段在活体组织中检测血液容积变化的一种无创检测方法。由于ECG电极需放置在心脏两侧并紧贴皮肤，长时间佩戴会大大降低用户体验，而PPG可以集成在手环、手表、智能头盔等设备中，用户佩戴方便，体验极佳，所以近年来从PPG信号中提取心率的研究越来越多。
[0003]现有心率检测方法的研究都是基于腕带式PPG数据进行处理，而手腕相对于额头运动伪影大，需要复杂的去除运动伪影算法，此外，现有研究没有对不同运动场景下PPG心率检测进行研究评估。
[0004]有鉴于此，确有必要设计一种头戴式心率检测的方法、系统和设备以解决以上问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的主要目的是，提出适合实时检测的运动模式下相关心率检测技术，根据不同运动模式可选择不同的心率提取优化算法，降低算法的实现复杂度，提高心率检测的准确性。r/>[0006]为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自适应运动模式心率检测方法，基于PPG数据、ACC数据，其特征在于：采用SVM模型对运动模式进行分类，分为静止、走路、跑步、上下楼梯等，对于静止模式使用FFT计算PPG数据的频谱，再寻找谱峰中的最大值对应的频率*60作为基准心率；对于加速度最大谱峰频率和PPG最大谱峰频率易于区分的场景如跑步模式，采用优化的谱减法去除运动伪影，首先对PPG数据、三轴加速度合成数据分别使用FFT计算出频谱；然后找出PPG频谱中幅度值较大的两个频率点，去除跟加速度最大峰值频率点最接近的值，剩下的频率用来计算心率即为ppg_freq*60；最后通过心率修正输出最终心率值；对于加速度最大谱峰频率和PPG最大谱峰频率不易于区分的场景如走路、上下楼梯等模式，采用优化的RLS自适应滤波法去除运动伪影；首先分别计算PPG、ACC和PPG、Gyro的皮尔森相关系数ρ
pa
、ρ
pg
，求出两者最大值ρ＝max(ρ
pa
，ρ
pg
)，若ρ<ε，PPG信号采用优化的谱减法去除运动伪影，若ρ≥ε，PPG信号采用RLS自适应滤波器消除运动伪影，其中自适应滤波器的参考信号使用ρ对应的ACC或Gyro信号；然后通过频域峰值追踪再计算出心率值；最后通过心率修正输出最终心率值。2.一种基于PPG的头戴式心率检测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、在额头静脉处采集PPG和ACC数据；步骤二、数据预处理；步骤三、采用如权利要求1所述的自适应运动模式心率检测方法；以及步骤四、心率后处理。3.根据权利要求2所述的基于PPG的头戴式心率检测方法，其特征在于：使用非侵入式PPG传感器和加速度传感器佩戴在额头静脉处采集PPG和ACC数据，同时将POLAR H10 ECG...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈建新，魏海峰，
申请(专利权)人：南京邮电大学，
类型：发明
国别省市：