【技术实现步骤摘要】
本申请涉及血氧数据异常监测，具体涉及一种基于智能戒指的血氧数据精确采集系统。
技术介绍
1、基于智能戒指的血氧数据精确采集系统可以帮助人们实时了解自身的血氧水平，尤其对于一些需要长时间监测血氧的特定群体，如运动员、患有呼吸系统疾病的人等具有重要意义。然而智能戒指在采集血氧浓度时，通常会受到运动干扰和环境光干扰的影响。故需要对采集数据进行异常检测。
2、孤立森林算法是一种常见的数据异常检测算法，使用孤立森林算法对异常血氧数据进行检测时，通常随机选择孤立树的分割点，降低了孤立树的构建效率与精度，同时需要设置孤立树的深度，算法中默认孤立森林中的每颗孤立树的深度是一样的，然而有的孤立树其过深的深度有时候不是必须的，反而会增加计算量，降低检测精度。
技术实现思路
1、为了解决上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种基于智能戒指的血氧数据精确采集系统，所采用的技术方案具体如下：
2、本专利技术提出了基于一种基于智能戒指的血氧数据精确采集系统，所述系统包括：
3、智能戒指相关数据采集模块：采集智能戒指的血氧数据、环境光强度数据以及心率数据；
4、异常血氧数据检测与剔除模块：将血氧数据作为数据集，对于数据集中任意一次抽取的样本数据，根据各数据点在心率、血氧以及环境光强度数据中的数值变化情况分别获取常态心率值、常态血氧值和常态环境光强度值；基于常态心率值和常态环境光强度值分别获取环境光特征数据点和运动特征数据点；根据环境光特征数据点的血氧数据、环境光
5、根据环境光特征数据点以及运动特征数据点的血氧、心率、环境光变化幅度构建环境光干扰因子和运动干扰因子；结合运动干扰因子、环境光干扰因子以及数据点之间的数据差异构建任意两个数据点之间的干扰距离值；将样本数据中所有的数据点组成孤立树的一个节点，根据节点内数据点之间的干扰距离值构建各数据点的分割性；将节点内分割性最大的数据点作为分割点，基于分割点的节点内各数据点的分割性完成孤立树的构建；
6、按照预设抽取次数从数据集中抽取样本数据构建孤立森林；根据孤立森林中数据点的异常得分筛选异常数据，完成血氧数据精确采集。
7、优选的，所述根据各数据点在心率、血氧以及环境光强度数据中的数值变化情况分别获取常态心率值、常态血氧值和常态环境光强度值，包括：
8、对于心率数据各数据点，计算数据点与心率数据中其他所有数据点的心率值之间的差值绝对值的和值；计算所述和值与极小正数的求和结果；
9、获取数据点的心率值在心率数据中的出现频次；将所述出现频次与所述求和结果的比值作为心率数据中各数据点为常态心率值的可能性；将心率数据中具有最大常态心率值的可能性的数据点作为常态心率值；
10、采用与常态心率值相同的计算方法，获取血氧数据和环境光强度数据的常态血氧值和常态环境光强度值。
11、优选的，所述基于常态心率值和常态环境光强度值分别获取环境光特征数据点和运动特征数据点，包括：
12、将具有相同的常态心率值的所有数据点记为环境光特征数据点；将具有相同的常态环境光强度值的所有数据点记为运动特征数据点。
13、优选的，所述根据环境光特征数据点的血氧数据、环境光强度数据以及心率数据与对应常态值之间的差异，构建环境光特征数据点的血氧变化幅度、环境光变化幅度和心率变化幅度，包括：
14、计算环境光特征数据点的血氧值与常态血氧值之间的差值绝对值；将所述差值绝对值与常态血氧值之间的比值作为环境光特征数据点的血氧变化幅度；
15、采用与血氧变化幅度相同的计算方法获取环境光变化幅度和心率变化幅度。
16、优选的，所述根据环境光特征数据点以及运动特征数据点的血氧、心率、环境光变化幅度构建环境光干扰因子和运动干扰因子，包括：
17、将所有环境光特征数据点的环境光变化幅度与血氧变化幅度的比值的均值，作为环境光干扰因子；
18、采用与环境光特征数据点的血氧、心率、环境光变化幅度相同的计算方法，获取运动特征数据点的血氧、心率、环境光变化幅度；将所有运动特征数据点的心率变化幅度与血氧变化幅度的比值的均值，作为运动干扰因子。
19、优选的，所述结合运动干扰因子、环境光干扰因子以及数据点之间的数据差异构建任意两个数据点之间的干扰距离值，包括：
20、对于数据点a与数据点b之间的干扰距离值的表达式为：
21、
22、式中，d表示数据点a与b之间的干扰距离值，、分别表示数据点a与b的血氧值，、分别表示数据点a与b的心率值，、分别表示数据点a与b的环境光强度值；、、分别表示常态血氧值、常态心率值以及常态环境光强度值；、分别表示运动干扰因子、环境光干扰因子。
23、优选的，所述根据节点内数据点之间的干扰距离值构建各数据点的分割性，包括：
24、对于节点内的任意一个数据点，将与任意一个数据点之间的干扰距离值大于0的所有数据点组成所述任意一个数据点的左节点；将与任意一个数据点之间的干扰距离值小于等于0的所有数据点组成所述任意一个数据点的右节点；将左、右节点统称为任意一个数据点的节点；
25、基于节点内干扰距离值的数值分布获取节点内的距离分布特征值；将节点内所有数据点中数值为常态血氧值、常态心率值以及常态环境光强度值的数据点记为常态数据点；
26、其中，数据点a的分割性的表达式为：
27、
28、表示数据点a的分割性，表示数据点a与节点p内数据点的最小干扰距离值，表示数据点a与节点u内数据点的最小干扰距离值，、表示节点p、u内的距离分布特征值，表示数据点a与用户的所有常态数据点之间的干扰距离值的绝对值。
29、优选的，所述基于节点内干扰距离值的数值分布获取节点内的距离分布特征值，包括：
30、节点p内的距离分布特征值的表达式为：
31、
32、式中，表示节点p内的距离分布特征值，表示以自然常数为底数的指数函数，、分别表示节点p内所有的数据点中与预选分割点a之间的最大干扰距离值、最小干扰距离值，表示节点p内的数据点数量，表示节点p内第p个数据点与预选分割点a之间的干扰距离值，为节点p内所有数据点与预选分割点a之间的平均干扰距离值。
33、优选的，所述基于分割点的节点内各数据点的分割性完成孤立树的构建，包括：
34、对于分割点的左、右两个节点，计算节点内所有数据点的分割性的和值；获取节点内的最大分割性；
35、将所述和值与所述最大分割性的乘积的相反数，作为以自然常数为底数的指数函数的指数；将所述指数函数的计算结果作为节点的生长中止性；
36、当节点的生长中止性大于等于预设生长中止性阈值时则停止生长；
37、否则，从节点中选择分割本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于智能戒指的血氧数据精确采集系统，其特征在于，所述系统包括：
2.如权利要求1所述的一种基于智能戒指的血氧数据精确采集系统，其特征在于，所述根据各数据点在心率、血氧以及环境光强度数据中的数值变化情况分别获取常态心率值、常态血氧值和常态环境光强度值，包括：
3.如权利要求1所述的一种基于智能戒指的血氧数据精确采集系统，其特征在于，所述基于常态心率值和常态环境光强度值分别获取环境光特征数据点和运动特征数据点，包括：
4.如权利要求1所述的一种基于智能戒指的血氧数据精确采集系统，其特征在于，所述根据环境光特征数据点的血氧数据、环境光强度数据以及心率数据与对应常态值之间的差异，构建环境光特征数据点的血氧变化幅度、环境光变化幅度和心率变化幅度，包括：
5.如权利要求1所述的一种基于智能戒指的血氧数据精确采集系统，其特征在于，所述根据环境光特征数据点以及运动特征数据点的血氧、心率、环境光变化幅度构建环境光干扰因子和运动干扰因子，包括：
6.如权利要求1所述的一种基于智能戒指的血氧数据精确采集系统，其特征在于，所述结合运动干
7.如权利要求1所述的一种基于智能戒指的血氧数据精确采集系统，其特征在于，所述根据节点内数据点之间的干扰距离值构建各数据点的分割性，包括：
8.如权利要求7所述的一种基于智能戒指的血氧数据精确采集系统，其特征在于，所述基于节点内干扰距离值的数值分布获取节点内的距离分布特征值，包括：
9.如权利要求7所述的一种基于智能戒指的血氧数据精确采集系统，其特征在于，所述基于分割点的节点内各数据点的分割性完成孤立树的构建，包括：
10.如权利要求1所述的一种基于智能戒指的血氧数据精确采集系统，其特征在于，所述根据孤立森林中数据点的异常得分筛选异常数据，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种基于智能戒指的血氧数据精确采集系统，其特征在于，所述系统包括：
2.如权利要求1所述的一种基于智能戒指的血氧数据精确采集系统，其特征在于，所述根据各数据点在心率、血氧以及环境光强度数据中的数值变化情况分别获取常态心率值、常态血氧值和常态环境光强度值，包括：
3.如权利要求1所述的一种基于智能戒指的血氧数据精确采集系统，其特征在于，所述基于常态心率值和常态环境光强度值分别获取环境光特征数据点和运动特征数据点，包括：
4.如权利要求1所述的一种基于智能戒指的血氧数据精确采集系统，其特征在于，所述根据环境光特征数据点的血氧数据、环境光强度数据以及心率数据与对应常态值之间的差异，构建环境光特征数据点的血氧变化幅度、环境光变化幅度和心率变化幅度，包括：
5.如权利要求1所述的一种基于智能戒指的血氧数据精确采集系统，其特征在于，所述根据环境光特征数据点以及运动特征数据点的血氧、心率、环境...
【专利技术属性】
技术研发人员：孟帅，
申请(专利权)人：深圳市魔样科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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