[发明专利]一种基于时频Teager-Kaiser能量的血糖浓度检测方法

权利要求书

1.一种基于时频Teager-Kaiser能量的血糖浓度检测方法，其特征在于，包括如下的步骤：

步骤1、输入待检测的血糖光声信号f(t)；

步骤2、对步骤1中得到的血糖光声信号f(t)进行S变换，得到血糖光声信号的时频谱g(t,f)；

步骤3、对步骤2中得到的血糖光声信号时频谱g(t,f)进行频率选择，得到精细化的时频谱

步骤4、使用步骤3中得到的精细化时频谱计算Teager-Kaiser能量，并记为E(t)；

步骤5、使用线性回归模型对步骤4得到的E(t)，进行预测，得到检测结果，并输出；

所述的步骤5具体流程为：对步骤4得到的待测血糖光声信号的Teager-Kaiser能量E(t)，使用线性回归模型进行血糖浓度的预测，并输出检测结果；

其中，线性回归模型的预测方法具体如下：使用的线性回归模型为一阶多项式模型，具体公式为：

其中，x表示输入变量，分别表示模型中的斜率和截距，y表示预测值；

线性回归模型的预测方法就是使用已经训练好的模型参数通过将t₀时刻的Teager-Kaiser能量E(t₀)代入到式(5)中，即可计算出预测值，完成血糖浓度的预测；其中，t₀时刻的确定是根据经验值，一般选择Teager-Kaiser能量E(t)最大值位置。

2.根据权利要求1所述的一种基于时频Teager-Kaiser能量的血糖浓度检测方法，其特征在于，所述的步骤2具体流程为：将步骤1中得到的血糖光声信号f(t)进行S变换，其公式为：

其中，g(t,f)表示S变换结果，f(τ)表示血糖光声信号，f表示频率，t表示时间。

3.根据权利要求1所述的一种基于时频Teager-Kaiser能量的血糖浓度检测方法，其特征在于，所述的步骤3具体流程为：将步骤2中得到的时频谱g(t,f)使用起始频率f_s和截止频率f_e进行截断处理，即精细化时频谱中只包含时频谱g(t,f)中频率高于起始频率f_s，且低于截止频率f_e的部分；

其中，起始频率f_s和截止频率f_e的选择规则为：起始频率和截止频率构成的频带需要包含时频谱g(t,f)中90％以上的有效值，此处有效值是指|g(t,f)|²大于0的值。

4.根据权利要求1所述的一种基于时频Teager-Kaiser能量的血糖浓度检测方法，其特征在于，所述的步骤4具体流程为：使用步骤3中得到的精细化时频谱计算Teager-Kaiser能量；

令t＝aT，f＝b/NT，其中T是采样间隔，N为信号采样长度，a表示第a个时间采样点，b表示第b个频率采样点，则时频谱的离散形式为所以Teager-Kaiser能量计算公式为：

其中，Re[·]表示取实部，Im[·]表示取虚部，Ψ_R(a,b)和Ψ_I(a,b)分别表示单频切片的Teager-Kaiser能量的实部和虚部，而总的Teager-Kaiser能量Ψ(a)，其公式为

5.根据权利要求1所述的一种基于时频Teager-Kaiser能量的血糖浓度检测方法，其特征在于，线性回归模型的模型参数训练方法具体如下：

先选择已知浓度的血糖光声信号N组，第i个血糖光声信号记为f_i(t)，而对应的血糖浓度为n_i，对每一个血糖光声信号f_i(t)按照步骤1到步骤4进行处理，得到相对应的Teager-Kaiser能量E(t,n_i)，最后利用最小二乘法，对N组血糖浓度n_i和相对应的Teager-Kaiser能量E(t,n_i)使用线性回归模型进行数据拟合，得到模型参数斜率和截距