[发明专利]基于特征谱的胃磁慢波信号频率检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种胃磁慢波信号处理的方法，具体的说是对胃磁信号进行频谱分析的方法。

背景技术

胃磁慢波信号是一种典型的微弱信号，幅度为几十皮特斯拉到几百皮特斯拉。正常人的胃磁慢波信号成分频率极低，带宽为0.02—0.3Hz，是进行医学诊断的重要参考数据。但是，在体表采集到的胃磁慢波信号包含了各种干扰，如心电、呼吸信号、抖动等，部分干扰的幅度还可能远大于胃磁慢波信号本身。测量过程中会引入大量的强背景噪声，而且用经典的分析方法(如周期图、修正周期图、Welch法等)都会在数据窗口旁瓣有较大功率泄露，这就产生了大量伪峰，所以这些经典的方法难于准确进行胃磁慢波信号频率的检测。

发明内容

针对现有技术中存在的上述不足之处，本发明要解决的问题是提供一种能够清晰准确地检测出胃磁慢波信号频率的频谱分析方法，完成对胃磁慢波信号频率的检测。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：一种基于特征谱的胃磁慢波信号频率检测方法，包括以下步骤：

数据预处理，读取巨磁阻抗传感器在特表测量到的原始胃磁数据，并对原始胃磁数据进行重新采样和滤波处理；

特征谱计算，计算所述滤波处理后的数据的特征谱；

特征谱主峰识别，对上述特征谱进行主峰识别。

所述数据预处理包括以下步骤：

重采样，将原始胃磁数据重新采样为1Hz进行数据采样；

数字滤波，对重采样后的数据进行0.01Hz-0.5Hz数字带通滤波处理。

所述特征谱计算包括以下步骤：

自相关序列估计，对所述滤波处理后的数据进行数据加窗处理，利用快速傅里叶变换的方法计算出功率谱密度函数的估值，然后再计算它的傅里叶反变换，即得自相关估计函数；

自相关矩阵估计，利用上面得到的自相关估计函数，定义一个N×N的方阵，其主对角线为自相关函数的常数项，主对角线旁边的第一对角线为自相关函数的一次项，然后为自相关函数的二次项，最右上角和最左下角为自相关函数的N次项，从而得到胃磁数据的自相关矩阵；

特征向量计算，计算所述自相关矩阵的特征值，将计算处理的特征值按降序排列得到一组特征向量；

谱计算，将所述特征向量通过预设的参数计算出特征谱。

所述谱计算采用采用MUSIC方法：

Pmusic(w)=1Σk=p+1M|eHvk|2]]>

e=[1ejwek2w...ej(M-1)w]T]]>

其中，e为自然对数的底数，j为虚数单位，w为角频率，M为特征向量的维数，e^H为e的共轭转置，p为信号子空间的维数，v_k为相关矩阵的第k个特征向量，这些特征向量构成噪声子空间。