[发明专利]一种基于PPG信号的呼吸率测量方法、装置及电子设备

权利要求书

1.一种基于PPG信号的呼吸率测量方法，其特征在于，所述方法包括：

对初始PPG信号进行预处理得到预处理后的PPG信号，并确定所述预处理后的PPG信号中的波峰和波谷；

根据所述波峰和波谷确定上包络线RIIV、波峰间隔序列RIFV以及波幅序列RIAV；

分别确定所述上包络线RIIV、所述波峰间隔序列RIFV以及所述波幅序列RIAV的相关熵谱密度，得到对应的csdRiiv、csdRifv以及csdRiav；

分别根据所述csdRiiv、所述csdRifv以及所述csdRiav确定在预设谱密度区间内对应的峰值频率R1、R2以及R3；

通过基于最大相关熵准则的卡尔曼滤波器对所述R1、所述R2以及所述R3进行修正处理，得到对应的RF1、RF2以及RF3；

根据所述RF1、所述RF2以及所述RF3确定融合呼吸率。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述波峰和波谷确定上包络线RIIV、波峰间隔序列RIFV以及波幅序列RIAV，包括：

根据所述波峰和波谷，通过滑窗的方式提取所述上包络线RIIV、波峰间隔序列RIFV以及波幅序列RIAV。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过基于最大相关熵准则的递归滤波器对所述R1、所述R2以及所述R3进行修正处理，得到对应的RF1、RF2以及RF3，包括：

确定PPG信号的信号质量Qua；

根据所述信号质量Qua确定测量噪声的协方差矩阵R_adjust；

根据所述R_adjust、通过基于最大相关熵准则的递归滤波器对所述R1、所述R2以及所述R3进行修正处理，得到对应的RF1、RF2以及RF3。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述确定PPG信号的信号质量Qua，包括：

确定所述初始PPG信号的信号质量Qua1，将所述信号质量Qua1作为所述PPG信号的信号质量Qua；或

对所述预处理后的PPG信号进行分解获得分解后的信号，确定所述分解后的信号的信号质量Qua2，将所述信号质量Qua2作为所述PPG信号的信号质量Qua。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述根据所述RF1、所述RF2以及所述RF3确定融合呼吸率之后，还包括：

保存所述RF1、所述RF2以及所述RF3，以在下次进行卡尔曼滤波时，将所述RF1、所述RF2以及所述RF3作为卡尔曼滤波新的输入参数X。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述根据所述RF1、所述RF2以及所述RF3确定融合呼吸率之后，还包括：

保存卡尔曼滤波过程中生成的新的后验协方差矩阵P，以在下次进行卡尔曼滤波时，将所述新的后验协方差矩阵P作为卡尔曼滤波输入参数中的后验协方差矩阵P。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述R1、所述R2以及所述R3生成卡尔曼滤波输入参数中的测量向量Y。

8.一种基于PPG信号的呼吸率测量装置，其特征在于，包括：

波峰和波谷确定模块，用于对初始PPG信号进行预处理得到预处理后的PPG信号，并确定所述预处理后的PPG信号中的波峰和波谷；

呼吸相关特征确定模块，用于根据所述波峰和波谷确定上包络线RIIV、波峰间隔序列RIFV以及波幅序列RIAV；

相关熵谱密度确定模块，用于分别确定所述上包络线RIIV、所述波峰间隔序列RIFV以及所述波幅序列RIAV的相关熵谱密度，得到对应的csdRiiv、csdRifv以及csdRiav；

峰值频率确定模块，用于分别根据所述csdRiiv、所述csdRifv以及所述csdRiav确定在预设谱密度区间内对应的峰值频率R1、R2以及R3；

修正模块，用于通过基于最大相关熵准则的卡尔曼滤波器对所述R1、所述R2以及所述R3进行修正处理，得到对应的RF1、RF2以及RF3；

融合呼吸率确定模块，用于根据所述RF1、所述RF2以及所述RF3确定融合呼吸率。