[发明专利]基于波形比例系数提取的动态光谱数据处理方法

权利要求书

1.基于波形比例系数提取的动态光谱数据处理方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

S1：对所有波长下的光电容积脉搏波取对数，并利用数字滤波方法滤波，获取所有波长下的对数脉搏波；按照预设比例将脉搏波分为若干分段，选择任一波长下完整的对数脉搏波作为初始波形信号；

S2：按照波长的顺序，依次将各波长下第一分段的对数脉搏波信号与初始波形信号利用偏最小二乘法进行线性拟合，获取各个波长下对应拟合误差最小时拟合方程的一次项系数，作为各波长的波形比例系数；将各波长的波形比例系数与对数脉搏波相乘，获得每个波长的修正脉搏波；将全部的修正脉搏波相加并求平均，获得脉搏波模板；在采集光电脉搏波信号过程中，由于入射光照射在相同的采集部位上，使得不同波长下的脉搏波信号在波形上相似，在信号幅值上呈现出线性关系；两个波长之间的线性关系依据最小二乘法进行线性拟合进行计算；当两个波长下波形之间线性拟合的误差最小时，拟合方程的一次项系数，即为两个波长间的波形比例系数；波形比例系数是两个波长下脉搏波信号的比例系数，同时也是脉动血液对两个波长的入射光的吸收系数；

S3：按照波长的顺序，逐一将各个波长下第一分段对数脉搏波信号与脉搏波模板利用偏最小二乘法进行线性拟合，获取各个波长下对应拟合误差最小时拟合方程的一次项系数，作为各个波长下的波形比例系数；将各个波长的波形比例系数按照波长的顺序排列，之后进行归一化，即获得第一分段脉搏波的子动态光谱；

S4：重复步骤S1、S2与S3，按照先后顺序，依次求取所有分段的对数脉搏波信号的子动态光谱，并计算出平均子动态光谱；之后计算处所有分段子动态光谱与平均子动态光谱的欧氏距离，标准差以及总残差σ，依据2σ准则，剔除标准差大于2σ的子动态光谱，保留标准差小于2σ的子动态光谱；求取最终保留的子动态光谱的平均光谱，归一化后，作为最终的动态光谱输出。

2.根据权利要求1所述的基于波形比例系数提取的动态光谱数据处理方法，其特征在于，所述获取所有波长下的对数脉搏波具体为：

首先对所有波长下的光电容积脉搏波求取对数，之后通过数字滤波的方法滤除直流、基线漂移与高频噪声获得对数脉搏波。

3.根据权利要求1所述的基于波形比例系数提取的动态光谱数据处理方法，其特征在于，所述初始波形信号具体为：

在所有获得的对数脉搏波中选取任一波长下清晰完整的对数脉搏波信号作为初始波形信号。

4.根据权利要求1所述的基于波形比例系数提取的动态光谱数据处理方法，其特征在于，所述得到每个波长的修正脉搏波具体为：

将每个波长下的波形比例系数与对数脉搏波相乘，得到每个波长的修正脉搏波，其中使用的波形比例系数与对数脉搏波两者在同一波长下。

5.根据权利要求1所述的基于波形比例系数提取的动态光谱数据处理方法，其特征在于，所述依据2σ准则，剔除标准差大于2σ的子动态光谱，保留标准差小于2σ的子动态光谱具体为：

采集得到的光电容积脉搏波中存在粗大误差，需要对子动态光谱进行筛选；其中筛选依据为2σ准则；其中，2σ准则为：若子动态光谱与平均子动态光谱之间的标准差大于2σ，则认为存在粗大误差，予以剔除，若子动态光谱与平均子动态光谱之间的标准差小于2σ，则认为不存在粗大误差，予以保留。