[发明专利]一种基于小波变换和曲线拟合的脉搏波预处理方法

摘要

本发明公开了一种基于小波变换和曲线拟合的脉搏波预处理方法，包括以下步骤第一步，用小波全局阈值法来对采集到的脉象信号进行降噪处理；第二步，矫正脉象信号的基线漂移及周期提取；第三步，基于高斯曲线拟合来平滑脉象信号。与现有技术相比。本发明能够有效地提取出脉象信号的周期，所提出的曲线拟合算法，在3.1GHz上的机器上运行，仅仅花费约120s完成对所有脉象数据的拟合，且97.62％的脉象的平均拟合误差小于0.35，对于误差大于0.35的拟合结果，也保持的脉象信号的形态特征，并未丢失诊断信息。

主权项

一种基于小波变换和曲线拟合的脉搏波预处理方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：第一步，用小波全局阈值法来对采集到的脉象信号进行降噪处理，具体包括：对收集到的原始信号S进行6层db4小波分解，计算小波全局阈值：其中，len(S)表示信号S的长度，对于所有的小波分解系数，若值小于小波全局阈值TPTR，置零，执行小波逆变换，得到降噪后的脉象信号；第二步，矫正脉象信号的基线漂移及周期提取，具体包括：对降噪后的脉象信号执行Meyer小波分解，计算降噪后的脉象信号的能量比(Energy Ratio,ER)：其中，norm(CA1)和mean(CA1)分别表示小波分解的第一层小波系数所构成向量的二范数和平均值，norm(CA6)和mean(CA6)分别表示小波分解的第六层小波系数所构成向量的二范数和平均值，CA1表示第一层近似系数，CA6表示第六层近似系数；若ER＜50dB，执行一次小波低频滤波：置小波分解的第六层近似系数CA6为零，执行小波逆变换，得到滤除部分基线漂移的脉象信号，检测出脉象信号中脉象周期的起始点，以检测到的周期起始点为输入，执行三次样条插值，从脉象信号中减去三次样条插值的结果，得到去除基线漂移的脉象信号，随机地选取一个周期代表该脉象，将幅值归一化到1，长度归一化到150，即一个周期含150个采样点，进行进一步处理；第三步，基于高斯曲线拟合来平滑脉象信号，即：设一个周期的脉象信号为O(t)，高斯曲线拟合问题就等价于优化问题：argminCΣt=115012(O(t)-Σi=1tgi(t))2,]]>其中，O(t)表示要拟合的一个周期的脉象信号，C表示优化问题的解，即各个高斯函数的参数列表；n表示高斯函数的个数，高斯函数的公式为：第四步：在采集的信号当中难免会一些由于操作失误而产生的不包含或部分包含脉象信息的脉象信号，对于这一类脉象信号，自动抛出异常，完成异常脉象信号交互处理。