[发明专利]基于信噪比提高技术的脉搏波获取方法、系统及存储介质

说明书

本发明公开了基于信噪比提高技术的脉搏波获取方法、系统及存储介质，方法包括：利用光电容积描记法获取各个采样时刻点对应的PPG信号；确定当前滤波时刻点；根据PPG信号和确定的当前滤波时刻点，分别计算所有采样时刻点与当前滤波时刻点之间的欧式距离；根据欧式距离，分别计算所有采样时刻点与当前滤波时刻点之间的相似度权重系数；根据相似度权重系数，计算确定的当前时刻的滤波后脉搏波信号，直至获得所有滤波时刻点的滤波后脉搏波信号。本发明将目标时刻点的信号与整个脉搏波信号进行比较，根据相似度来确定权值，提高了信噪比，去噪效果显著，可广泛应用于信号处理技术领域。

技术领域

本发明涉及信号处理技术领域，尤其是基于信噪比提高技术的脉搏波获取方法、系统及存储介质。

背景技术

心脏骤起性的舒张和收缩的过程中，心室里的血液会被射入主动脉中，并以周期波的形式沿动脉各个管系传播开，这种周期波被称为脉搏波。脉搏波是一种重要的人体生理参数，从脉搏波信号的波形中，可以提取心率及血液传导速度等参数，利用这些特征参数有助于对人体心血管系统生理病理状态的评估，也是心血管疾病诊断的重要依据。此外，对人体氧代谢状况有重要表征意义的血氧饱和度的测量，也需要以脉搏波信号为基础。无创的脉搏波测量方法主要是采集单色光经过人体组织的反射或透射后的光信号，该信号直接反应了人体动脉搏动引起血氧吸光度的变化，这种脉搏波测量方法就是光电容积描记法(Photoplethysmography,PPG)。

然而，脉搏波信号是非常微弱的，在检测和采集过程中，不可避免的存在噪声干扰，主要表现为：仪器热噪声和电磁干扰引起的高频噪声，人体节律性生理活动引起的低频噪声，及传感器和测量部位相对运动引起的运动伪迹等。其中运动伪迹在频谱上与脉搏波的频率成分存在重叠部分。从总体看来，脉搏波信号中的噪声的频率成分覆盖了各个频段，可以用高斯白噪声来近似表征。传统的去噪方法是在固定频带内进行带通滤波运算，不能消除频带混叠的干扰。有学者引入小波变换和经验模态分解等新型滤波方法，这些方法在一定程度上改善了传统的FIR和IIR滤波器。但是，从本质上看，这些方法都是基于频域的滤波方法，并不能完全消除与脉搏波频带混叠的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种效果显著的基于信噪比提高技术的脉搏波获取方法、系统及存储介质。

第一方面，本发明实施例提供了一种基于信噪比提高技术的脉搏波获取方法，包括以下步骤：

利用光电容积描记法获取各个采样时刻点对应的PPG信号；

确定当前滤波时刻点；

根据PPG信号和确定的当前滤波时刻点，分别计算所有采样时刻点与当前滤波时刻点之间的欧式距离；

根据欧式距离，分别计算所有采样时刻点与当前滤波时刻点之间的相似度权重系数；

根据相似度权重系数，计算确定的当前时刻的滤波后脉搏波信号，直至获得所有滤波时刻点的滤波后脉搏波信号。

进一步，所述利用光电容积描记法获取各个采样时刻点对应的PPG信号这一步骤，包括以下步骤：

获取采样时刻点的脉搏波信号；

建立采样时刻点的加性噪声模型；

根据脉搏波信号和加性噪声模型对PPG信号建模，所述PPG信号的建模公式为：

y(i)＝s(i)+n(i)，

其中，y(i)为i时刻下的PPG信号；s(i)为i时刻下的脉搏波信号；n(i)为i时刻下的加性噪声；i表示采样时刻点。

进一步，所述根据PPG信号和确定的当前滤波时刻点，分别计算所有采样时刻点与当前滤波时刻点之间的欧式距离这一步骤，包括以下步骤：

分别确定待计算的采样时刻点与当前滤波时刻点的邻域；