[发明专利]基于相空间的BCG信号心率提取方法

权利要求书

1.一种基于相空间的BCG信号心率提取方法，其特征是，包括如下步骤：

（1-1）对BCG信号X进行滤波处理：

，i1=1,2,3,…,n；

用二阶Butterworth滤波器0.5Hz_~3.6Hz对BCG信号进行滤波，过滤掉BCG信号的非心率频段的信号数据，剔除噪声；

（1-2）对滤波处理后的BCG信号X进行分段；

将BCG信号X分成k段， k = n/1000，设定分段数据的序号为i2，每一段数据表示为S_i2，1≤i2≤k，则；

（1-3）找出分段数据S_i2的所有波峰，对进行平滑处理；

（1-4）构建相空间A；

（1-5）相空间A进行数据分段

将相空间A，以60为步进梯度，长度为60构建分段数据集Y ,Y={ Y(1)，Y(2)，…,Y()}；

Y(i5)；

其中，

（1-6）用奇异值分解SVD法提取主要成分信号

对于Y(i5)做svd分解，提取主要成分信号Y_svd(i5)；

（1-7）对主要成分信号进行数据连接；

对于Y_svd(i5)数据，将每一段数据的首部和上一段数据的尾部连接，得到数据Z ，的矩阵；

将数据Z显示到二维平面上，二维平面上显示出个点；

按照k-近邻进行谱聚类得到3个中心点A、B和C，A为主要信号，B为短期力，C为长期力；将A部分以外的数据点丢弃，的矩阵，；

（1-8）查找波峰，得到BCG信号X的瞬时心率

2.根据权利要求1所述的基于相空间的BCG信号心率提取方法，其特征是，步骤（1-3）包括如下步骤：

找出波峰后面的第一个波谷，计算j-l，如果j-l＜50，则为小波峰，需要平滑掉；

平滑步骤如下：用0.5,0.1,0.5分别乘以，，：

=0.5，

=0.1，

=0.5。

3.根据权利要求1所述的基于相空间的BCG信号心率提取方法，其特征是，步骤（1-4）包括如下步骤：

（1-4-1）利用自相关系数法计算相空间的延迟时间t；

计算BCG信号X的自相关函数R(t)：

；

当R(t)≤ 时，则t为相空间的延迟时间t；

（1-4-2）确定嵌入维度d = 3；

（1-4-3）构建相空间；

构建的相空间A：

将()、()、直到 (,, - )分别构成三维向量，得到(n-t)×3的相空间A。

4.根据权利要求1所述的基于相空间的BCG信号心率提取方法，其特征是，步骤（1-6）包括如下步骤：

设定u,sig,v = svd( Y(i5).T )；

其中，Y(i5).T表示Y(i5)的转置，转置前矩阵Y(i5)为60×3的矩阵，转置后矩阵Y(i).T为3×60的矩阵；

U为3×3的矩阵；

Sig为包括3个元素的列向量；

V为60×60矩阵；

；

ut_trans = ( ( Y(i5)× u )× sig ).T；

ut_trans是3×60矩阵，ut_trans丢弃第3行数据后，得到2×60矩阵；

Y_svd(i5) = ut_trans.T ；

ut_trans.T表示ut_trans的转置。

5.根据权利要求1所述的基于相空间的BCG信号心率提取方法，其特征是，步骤（1-8）包括如下步骤：

将数据Z 按列拆分，得到2个长度为的1维数据 和 ；对 和分别查找出 和上的所有波峰，相邻波峰点之间的距离即为 RR 间期；

如分量第一个波峰点序列号是p，后面相邻的波峰点序列号是q；

则距离为秒；

上的RR间隔集合表示为：

上的RR间隔集合表示为：

计算RR间隔在 和 上的均值：得到BCG信号X的瞬时心率

。