[发明专利]一种基于心音自相关函数的心率计算方法

权利要求书

1.一种基于心音自相关函数的心率计算方法，其特征在于：包括如下步骤：

第一步，以采样频率f_s获取持续时间为t、长度为N的心音序列x(k)，其中，k＝1,…,N，N为正整数，N＝tf_s；

第二步，对心音序列x(k)作滤波处理得到序列

第三步，以频率对序列欠采样得到序列s(i)，其中，round()为四舍五入取整函数；

以L_T为半窗长求序列s(i)的包络En(m)；其中，

第四步，设定移位序号为n；在移位序号的搜索范围内将包络直接进行自相关函数R(n)计算；或者是将包络进行处理后，再在移位序号的搜索范围内将处理后的包络进行自相关函数R(n)计算；其中，c₁为上限系数，c₂为下限系数；

第五步，初始化移位序号n、峰值点序号n_P和峰值R_P：令移位序号峰值点序号峰值R_P＝0；

第六步，将移位序号n自加1；判断当前移位序号n和对应的自相关函数R(n)数值大小：

若R(n)R(n-1)，且R(n)R(n+1)，且R(n)R_P，且|n-a_in_P|n_c，a_i＝2,3,...，则将当前移位序号n作为峰值点序号n_P，并将对应的自相关函数R(n)数值作为峰值R_P；其中，n_c为差值下限；之后跳至第七步；

否则直接跳至第七步；

第七步，判断当前移位序号n的大小：若则返回至第六步；否则跳转至第八步；

第八步，计算心率值：单位为次/分钟。

2.根据权利要求1所述的基于心音自相关函数的心率计算方法，其特征在于：所述第一步中，持续时间为t的取值范围为：2.5st4s。

3.根据权利要求1所述的基于心音自相关函数的心率计算方法，其特征在于：所述第二步中，对心音序列x(k)作滤波处理得到序列是指：对心音序列x(k)作截止频率为f_c的低通滤波得到序列以抑制呼吸音和摩擦音对心音信号的干扰。

4.根据权利要求3所述的基于心音自相关函数的心率计算方法，其特征在于：所述截止频率f_c的取值范围为：f_c∈[150,250]Hz；低通滤波是指二阶以上的低通滤波。

5.根据权利要求3所述的基于心音自相关函数的心率计算方法，其特征在于：所述第三步中，频率的取值范围为：

半窗长L_T的取值范围为：

包络En(m)的计算方法为：

或者是

6.根据权利要求1所述的基于心音自相关函数的心率计算方法，其特征在于：所述第四步中，上限系数c₁和下限系数c₂的取值范围分别为：c₁∈[0.25,0.27]，c₂∈[1.2,1.5]。

7.根据权利要求1所述的基于心音自相关函数的心率计算方法，其特征在于：所述第四步中，在移位序号的搜索范围内将包络直接进行自相关函数R(n)计算是指：计算包络En(m)的自相关函数R(n)：

其中，

8.根据权利要求1所述的基于心音自相关函数的心率计算方法，其特征在于：所述第四步中，将包络进行处理后，再在移位序号的搜索范围内将处理后的包络进行自相关函数R(n)计算，是指：

对包络En(m)作归一化处理：其中，max(En)为En(m)的最大值；之后在移位序号的搜索范围内计算包络的自相关函数R(n)。