[发明专利]一种光电容积脉搏波信号特征精确提取方法

权利要求书

1.一种光电容积脉搏波信号特征精确提取方法，先在待测人员的脉搏处设置光电容积脉搏波检测传感器，得到原始光电容积脉搏波信号u(t)，其特征在于：将原始光电容积脉搏波信号u(t)进行随机共振，得到第一输出信号X_t，之后对第一输出信号X_t进行固有时间尺度分解，将分解后得到的与噪声置信区间重合的旋转分量作为噪声去除，从而得到精确光电容积脉搏波信号X_t’。

2.根据权利要求1所述的光电容积脉搏波信号特征精确提取方法，其特征在于，对原始光电容积脉搏波信号进行随机共振包括以下步骤：

S1：用于随机共振处理的设备接收光电容积脉搏波检测传感器的原始光电容积脉搏波信号u(t)；

S2：设原始光电容积脉搏波信号为u(t)＝s(t)+ξ(t)，其中s(t)为真实光电容积脉搏波信号，ξ(t)是强度为D，均值为0的噪声信号；

构建光电容积脉搏波信号和噪声信号的双稳随机共振系统，并由郎之万方程描述为其中，是双稳随机共振系统中双稳态势函数导数，设双稳态势函数为F(x)＝-ax²+bx⁴，a＞0，b＞0，则

S3：采用变步长随机共振的方式，设置步长λ＞1/50f，调整a、b、λ设定值直至随机共振设定参数、PPG信号与噪声信号三者达到协同状态，双稳随机共振系统输出第一输出信号X_t。

3.根据权利要求1所述的光电容积脉搏波信号特征精确提取方法，其特征在于，对第一输出信号X_t进行固有时间尺度分解包括以下步骤：

S1：用于固有时间尺度分解的设备接收第一输出信号X_t；

S2：将B作为基线提取算子，则P＝(1-B)作为固有旋转提取算子，作用于第一输出信号X_t得到X_t＝BX_t+PX_t＝B_t+P_t，B_t是基线信号，P_t是固有旋转信号；

在X_t的取值范围内，用极值点τ_k进行区间划分，k＝1，2，3……，并定义τ₀＝0，设在[0，τ_k]上定义了B_t和P_t，Xt在[0，τ_k+2]上有意义，则在区间[τ_k，τ_k+1]上定义基线提取算子为：

其中：α取值为0.5；

得到

S3：将步骤S2得到的X_t作为输入信号再次重复步骤S2，直至产生单调信号，从而得到精确的光电容积脉搏波信号X_t’。