[发明专利]计算呼吸频率的方法

说明书

本发明提出一种计算呼吸频率的方法，属于信号处理技术领域。本发明为解决目前出现呼吸特征不明显的情况时，计算正确的呼吸次数难度变大的问题，本发明包括：在原始信号中搜索正确的心跳峰，并记录其坐标；根据心跳峰坐标，截取每个坐标之间的原始信号，从而获得每个心跳周期的原始信号；计算并记录每个心跳周期的原始信号的绝对平均值；搜索绝对平均值的局部峰值，并计数，得到原始信号时间内的呼吸次数；用原始信号时间内的呼吸次数除以原始信号的时长，即可获得呼吸频率。本发明通过对比多个心跳周期内的原始信号，从而减弱心跳对分析的影响，在针对心跳特征远大于呼吸特征的情况下，能够正确计算出呼吸频率。

技术领域

本发明涉及信号处理技术领域，特别涉及一种计算呼吸频率的方法。

背景技术

现在常使用压电传感器形成智能床带/床垫等睡眠监护产品，来采集人体睡眠时的心率和呼吸频率。在某些情况下，采集到的信号呼吸频率的波形特征并不明显，甚至强度远远低于心跳特征。这一方面和接触部位有关，另一方面也和某些压电传感器的特性有关。

当出现这种呼吸特征不明显的情况时，计算正确的呼吸次数难度变大。特别是心跳的信号相对显著时，更会对提取呼吸波形特征造成难度。采用传统的滤波办法，很难消除心跳的影响。尤其心率作为不稳定信号，本身具备变异性，且频率一般高于呼吸频率。因此，找到一种办法消除或减弱心跳对于呼吸波形的影响，成为了快速计算呼吸频率的关键。

发明内容

本发明的目的是提供一种计算呼吸频率的方法，能够在针对心跳特征远大于呼吸特征的情况下，正确计算呼吸频率。

本发明解决其技术问题，采用的技术方案是：计算呼吸频率的方法，包括如下步骤：

步骤1、在原始信号中搜索正确的心跳峰，并记录其坐标；

步骤2、根据心跳峰坐标，截取每个坐标之间的原始信号，从而获得每个心跳周期的原始信号；

步骤3、计算并记录每个心跳周期的原始信号的绝对平均值；

步骤4、搜索绝对平均值的局部峰值，并计数，得到原始信号时间内的呼吸次数；

步骤5、用原始信号时间内的呼吸次数除以原始信号的时长，即可获得呼吸频率。

进一步的是，步骤1具体包括：

步骤101、截取一段原始信号S用以分析，原始信号的时长范围T取为10秒至60秒；

步骤102、搜索S中的局部最大点H，滑动搜索范围取为0.5秒至2秒。

进一步的是，步骤2具体包括：

步骤201、将H的坐标记为h，数量为N1，将相邻的两个h之间的坐标带入S中；

步骤202、获得SH＝S(h_n:h_n-1),其中n为整数且1≤n≤N1。

进一步的是，步骤3具体包括：

步骤301、对SH进行绝对值处理，获得A＝|SH|；

步骤302、计算每一个A的均值，获得其中AL为A中数据的个数，n为整数且1≤n≤N1。

进一步的是，步骤4具体包括：

步骤401、搜索B中的局部最大点Bmax并计数，即得到原始信号时间内的呼吸次数，滑动搜索范围取为3个点到6个点；

步骤402、Bmax的数量为N2。

进一步的是，步骤5具体包括：

呼吸频率BR＝N2/T。