【技术实现步骤摘要】
本申请涉及心率检测，尤其是涉及一种心率计算方法、装置、设备及介质。
技术介绍
1、光电测量脉搏波(photoplethysmography,ppg)信号是一种反映人体心跳和微循环的光学信号，ppg信号是通过将一个光源和一个光敏探测器放置在皮肤上，测量光源被皮肤组织反射或透射后的光强变化得到的。当心脏收缩时，由于动脉血管的扩张和收缩，皮肤组织的血流量也会随之变化，导致ppg信号的振幅和波形发生变化，因此ppg信号可以用于心率、心律等生理指标的监测，目前ppg信号已经广泛应用于医疗、健康监测、运动监测等领域。
2、在ppg信号中，运动伪影是一种常见的噪声源，会导致心率提取的误差，为了去除运动伪影，研究者们提出了多种算法，例如基于峰值检测的方法、基于自适应滤波的方法、基于独立成分分析的方法等。有些算法仅适用于特定的运动模式和运动强度，对于不同的运动类型和运动强度可能无法准确地去除运动伪影，导致心率计算的误差较大。
技术实现思路
1、为了解决运动伪影导致的心率计算误差较大的问题，本申请提供了一种心率计算方法、装置、设备及介质。
2、第一方面，本申请提供一种心率计算方法，采用如下的技术方案：
3、一种心率计算方法，包括：
4、根据目标用户的手腕在当地水平坐标系下的加速度数据和第一角速度数据进行融合，获得所述手腕在惯性测量单元imu坐标系下的第一角度数据；所述第一角度数据包括所述手腕在imu坐标系下绕y轴旋转的俯仰角；
5、判断所述第
6、若是，则将基线心率确定为所述目标用户的心率计算结果；若否，则判断光电测量脉搏波ppg信号中的脉搏信号与所述手腕的运动伪影是否相互独立；
7、若是，则对所述ppg信号进行滤波，获得所述脉搏信号，根据所述脉搏信号获得所述目标用户的心率计算结果；若否，则对所述ppg信号进行奇异谱分析，获得所述目标用户的心率计算结果。
8、通过采用上述技术方案，根据加速度数据和第一角速度数据进行融合，使获得的俯仰角更加准确，从而保证后续基于俯仰角的判断结果的准确性，进而提高心率计算的准确性。当俯仰角小于第一阈值或者大于第二阈值，直接将基线心率确定为目标用户的心率计算结果，可以提高心率计算的效率。当俯仰角大于或等于第一阈值且小于或等于第二阈值时，判断ppg信号中的脉搏信号与手腕的运动伪影是否相互独立，若独立，采用滤波算法计算心率，若不独立，采用奇异谱分析技术计算心率。针对运动伪影的不同特性给出了不同的心率计算方法，在提高心率计算的效率的同时，可以提高心率计算的准确性。
9、可选的，根据目标用户的手腕在当地水平坐标系下的加速度数据和第一角速度数据进行融合，获得所述手腕在imu坐标系下的第一角度数据，包括：
10、根据所述加速度数据，获得所述手腕在imu坐标系下的第二角度数据；所述第二角度数据包括所述手腕在imu坐标系下绕x轴旋转的横滚角和绕y轴旋转的俯仰角；
11、根据所述第一角速度数据和所述第二角度数据，获得所述手腕在所述imu坐标系下的第二角速度数据；所述第一角速度数据包括所述手腕在当地水平坐标系下分别绕x轴、y轴和z轴旋转的角速度；所述第二角速度数据包括所述手腕在imu坐标系下分别绕x轴、y轴和z轴旋转的角速度；
12、根据所述第二角速度数据和所述第二角度数据进行融合，获得所述第一角度数据；所述第一角度数据还包括所述手腕在imu坐标系下绕x轴旋转的横滚角。
13、可选的，根据所述第二角速度数据和所述第二角度数据进行融合，获得所述第一角度数据，包括：
14、通过卡尔曼滤波方程获得所述第一角度数据，计算公式如下：
15、
16、其中，k表示时刻，xk,k为滤波后k时刻的状态，即所述第一角度数据，rk为k时刻的横滚角，即所述第一角度数据中的横滚角，pk为k时刻的俯仰角，即所述第一角度数据中的俯仰角，xk，k-1表示由k-1时刻的状态推导出的k时刻的状态，状态外推方程为：
17、
18、rk+1为k+1时刻的横滚角，pk+1为k+1时刻的俯仰角，[rk,pk]初始值设为[0，0]；dr/dt为所述第二角速度数据中绕x轴旋转的角速度，dp/dt为所述第二角速度数据中绕y轴旋转的角速度；kk为卡尔曼滤波矩阵；zk为观测方程，公式为：racc为所述第二角度数据中的横滚角，pacc为所述第二角度数据中的俯仰角。
19、通过采用上述技术方案，通过设计卡尔曼滤波方程，是滤波后的横滚角和俯仰角更加准确，后续基于俯仰角的判断结果也会更加准确，进而提高后续心率计算结果的准确性。
20、可选的，判断所述ppg信号中的脉搏信号与所述手腕的运动伪影是否相互独立，包括：
21、对所述ppg信号进行离散傅里叶变换和归一化处理，得到ppg信号的归一化波形图；
22、对手腕运动程度的波形图进行离散傅里叶变换和归一化处理，得到手腕运动程度的归一化波形图；所述手腕运动程度的波形图用于指示所述手腕在各个时刻的运动幅度；
23、根据所述ppg信号的归一化波形图和所述手腕运动程度的归一化波形图，判断所述ppg信号中的脉搏信号与所述手腕的运动伪影是否相互独立。
24、通过采用上述技术方案，通过离散傅里叶变换和归一化处理，根据ppg信号的归一化波形图和手腕运动程度的归一化波形图，可以准确地判断ppg信号中的脉搏信号与手腕的运动伪影是否独立，进而提高后续心率计算结果的准确性。
25、可选的，判断所述ppg信号的归一化波形图和所述手腕运动程度的归一化波形图，确定所述ppg信号中的脉搏信号与所述手腕的运动伪影是否相互独立，包括：
26、从所述ppg信号的归一化波形图中确定峰值最大的频率分量对应的第一心率值，以及从所述手腕运动程度的归一化波形图中确定峰值最大的频率分量对应的第二心率值；
27、判断所述第一心率值与所述第二心率值之间的差值的绝对值是否大于或等于第三阈值；
28、若是，则确定所述ppg信号中的脉搏信号与所述手腕的运动伪影相互独立；若否，则确定所述ppg信号中的脉搏信号与所述手腕的运动伪影不相互独立。
29、通过采用上述技术方案，根据ppg信号的归一化波形图中峰值最大的频率分量对应的第一心率值，以及手腕运动程度的归一化波形图中峰值最大的频率分量对应的第二心率值，可以准确地判断ppg信号中的脉搏信号与手腕的运动伪影是否独立，进而提高后续心率计算结果的准确性。
30、可选的，其特征在于，所述手腕运动程度的波形图是通过如下步骤获得的：
31、根据所述第二角速度数据，根据所述第二角速度数据，计算所述手腕在imu坐标系下分别绕x轴、y轴和z轴旋转的角速度的平方和；
32、将所述平方和确定为所述手腕在每个时刻的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种心率计算方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的一种心率计算方法，其特征在于，根据目标用户的手腕在当地水平坐标系下的加速度数据和第一角速度数据进行融合，获得所述手腕在IMU坐标系下的第一角度数据，包括：
3.根据权利要求2所述的一种心率计算方法，其特征在于，根据所述第二角速度数据和所述第二角度数据进行融合，获得所述第一角度数据，包括：
4.根据权利要求2所述的一种心率计算方法，其特征在于，判断所述PPG信号中的脉搏信号与所述手腕的运动伪影是否相互独立，包括：
5.根据权利要求4所述的一种心率计算方法，其特征在于，判断所述PPG信号的归一化波形图和所述手腕运动程度的归一化波形图，确定所述PPG信号中的脉搏信号与所述手腕的运动伪影是否相互独立，包括：
6.根据权利要求5所述的一种心率计算方法，其特征在于，所述手腕运动程度的波形图是通过如下步骤获得的：
7.根据权利要求4-6中任一所述的一种心率计算方法，其特征在于，对所述PPG信号进行奇异谱分析，获得所述目标用户的心率计算结果，包括：p>
8.一种心率计算装置，其特征在于，包括：
9.一种计算机设备，其特征在于：包括存储器和服务器，所述存储器上存储有被服务器加载并执行的如权利要求1-7中任一方法的计算机程序。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，存储有能够被服务器加载并执行如权利要求1-7中任一方法的计算机程序。
...【技术特征摘要】
1.一种心率计算方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的一种心率计算方法，其特征在于，根据目标用户的手腕在当地水平坐标系下的加速度数据和第一角速度数据进行融合，获得所述手腕在imu坐标系下的第一角度数据，包括：
3.根据权利要求2所述的一种心率计算方法，其特征在于，根据所述第二角速度数据和所述第二角度数据进行融合，获得所述第一角度数据，包括：
4.根据权利要求2所述的一种心率计算方法，其特征在于，判断所述ppg信号中的脉搏信号与所述手腕的运动伪影是否相互独立，包括：
5.根据权利要求4所述的一种心率计算方法，其特征在于，判断所述ppg信号的归一化波形图和所述手腕运动程度的归一化波形图...
【专利技术属性】
技术研发人员：请求不公布姓名，请求不公布姓名，
申请(专利权)人：北京津发科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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