[发明专利]基于PPG信号和一维卷积神经网络的心率测量方法及装置

权利要求书

1.基于PPG信号和一维卷积神经网络的心率测量方法，其特征在于：包括以下步骤：

获取PPG信号、心电信号和三轴加速度信号进行预处理；

构建一维卷积神经网络模型，输入经预处理的PPG信号、心电信号与三轴加速度信号作为训练集，对模型进行训练；

基于训练完成的模型，输入经预处理的PPG信号与三轴加速度信号，输出心率值；

所述预处理，使用的PPG采样频率为64Hz，三轴加速度计信号的采样频率为32Hz，ECG的采样频率为700Hz，将数据处理成长度为8s，并且窗口滑动为2s的数据集合；将PPG数据分成按照奇偶索引分开，形成两段长度为256的PPG信号；联合三轴加速度计的3组长度为256的信号，可以得到5组长度为256的信号；以8s为窗口，将每8s内的瞬时平均ECG信号作为数据集的标签；

所述一维卷积神经网络模型，数据先经过1个卷积层，再经过6组卷积层与池化层的组合，再经过一个卷积层并展平成一维向量，通过4个全连接层缓慢降维，最终得到心率结果的预测值；

对模型进行训练的过程包括，将拼接完成的PPG信号数据与三轴加速度信号数据以及对应的标签信息，输入构建完成的一维卷积神经网络模型中，训练模型。

2.如权利要求1所述的基于PPG信号和一维卷积神经网络的心率测量方法，其特征在于：输入经预处理的PPG信号与三轴加速度信号输出心率值的过程包括，依据PPG信号与三轴加速度信号的采样频率，将PPG信号调整至与三轴加速度信号一致的采样点个数，输入训练完成的模型。

3.如权利要求2所述的基于PPG信号和一维卷积神经网络的心率测量方法，其特征在于：训练完成的模型输出预测的心率值，即为最终测量的心率值。

4.基于权利要求1-3任一项所述方法实现心率测量的装置，包括传感器和处理器：

传感器获取PPG信号、心电信号和三轴加速度信号发送给处理器；

处理器对接收的PPG信号、心电信号和三轴加速度信号预处理，基于一维卷积神经网络，输入经预处理的PPG信号与三轴加速度信号，输出心率值。