[发明专利]一种基于动态二阶差分阈值的BCG信号心率计算方法及系统

权利要求书

1.一种基于动态二阶差分阈值的BCG信号心率计算方法，所述方法包括：

采集获得BCG信号；

根据预设规则对BCG信号进行滤波预处理，获得滤波后的BCG信号；

根据动态二阶差分阈值算法处理滤波后的BCG信号，确定每个信号周期中的J波波峰位置，获得J波波峰序列；

根据所述J波波峰序列中的每个J波波峰位置，计算BCG信号主波的平均长度；根据所述平均长度以及采样率计算获得心率；

其中，根据动态二阶差分阈值算法处理滤波后的BCG信号，包括：

对滤波后的BCG信号进行离散化处理，获得K个信号点；按照预设的周期长度将所述K个信号点等分为N个周期，使每一段中包含一个BCG周期信号；

根据预设规则计算获得初始阈值；所述初始阈值包括初始差分阈值th1、初始振幅阈值上限th2以及初始振幅阈值下限th3；

根据初始阈值、预设的一阶差分条件以及二阶差分条件确定第一个周期的J波峰值点；

根据所述第一个周期的J波峰值点对初始阈值进行更新，获得新的阈值，即新的差分阈值、振幅阈值上限以及振幅阈值下限；并根据所述新的阈值以及预设的一阶差分条件以及二阶差分条件确定下一个周期的J波峰值点，直至获得所有J波峰值点；

其中，根据初始阈值、预设的一阶差分条件以及二阶差分条件确定第一个周期的J波峰值点，包括：

在第一个周期内获得主波升支上的一个离散点y_i，所述y_i通过满足y_i+1-y_ith1且y_i-y_i-1th1的条件；

判断从y_i开始后的相邻4个点为y_k，y_k+1，y_k+2，y_k+3，是否满足差分预设条件；若满足所述差分预设条件，则记录y_k+2为所述第一个周期的J波峰值点，其幅度记为H_new；所述差分预设条件为：一阶差分条件：y_k+1-y_k0；y_k+2-y_k+10；y_k+3-y_k+20；且同时满足二阶差分条件：y_n＝y_k+1-y_k；y_n+1＝y_k+2-y_k+1；y_n+2＝y_k+3-y_k+2；y_n+1-y_n0且y_n+2-y_n+10；

若不满足所述差分预设条件，则重新获得主波升支上的新的离散点，直至获得满足所述差分预设条件的情形，获得J波峰值点；

其中，根据所述第一个周期的J波峰值点对初始阈值进行更新，包括：

获得从y_k+1到y_k+2这一过程的差分最大值，记为M_new；使用所述差分最大值M_new更换计算初始差分阈值中该周期对应的差分最大值，并重新计算新的平均差分最大值M₀；根据新的M₀计算获得新的差分阈值；

将所述J波峰值点y_k+2对应的振幅H_new更换计算初始振幅阈值中对应该周期的振幅最大值，并重新计算新的平均振幅最大值H₀；根据新的H₀计算获得新的振幅阈值上限以及振幅阈值下限。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据预设规则对BCG信号进行滤波预处理，获得滤波后的BCG信号，包括：

通过截止频率为30Hz的低通滤波器滤除工频干扰及高频噪声；

根据经验模态分解算法，通过预设的多个阈值对原始的BCG信号进行经验模态分解，获得多阶IMF函数；

将含有噪声成分的IMF函数去除，对剩余的含有信号成分的IMF函数进行重构，获得滤波后的BCG信号。