[发明专利]基于相空间的BCG信号心率提取方法

摘要

本发明公开了一种基于相空间的BCG信号心率提取方法，利用相空间将BCG时间序列信号从一维数据转换成多维数据，对相空间上的数据，通过SVD进行降维提取主成分投影到二维平面，通过聚类在二维平面上的点来过滤掉噪声，通过对数据Z中剩余的点的波峰查找，计算得到BCG信号X的瞬时心率Zrr，本发明具有能从更高的维度表达数据，数据信息量更高，处理数据更精准有效，抗形变能力好，弥补了波形法的缺陷，提高了BCG在心率检测上的实用性的特点。

主权项

1.一种基于相空间的BCG信号心率提取方法，其特征是，包括如下步骤：(1‑1)对BCG信号X进行滤波处理：X＝{x₁，x₂，x₃，...，x_n}，i1＝1，2，3，…，n；(1‑2)对滤波处理后的BCG信号X进行分段；将BCG信号X分成k段，k＝n/1000，设定分段数据的序号为i2，每一段数据表示为S_i2，1≤i2≤k，则S_i2＝{x_1000i2+1，x_1000i2+2，x_1000i2+3，...，x_1000i2+1000}；(1‑3)找出分段数据S_i2的所有波峰x_l，对x_l进行平滑处理；(1‑4)构建相空间A；(1‑5)相空间A进行数据分段将相空间A，以60为步进梯度，长度为60构建分段数据集Y，Y＝{Y(1)，Y(2)，…，Y(n_y)}；Y(i5)＝y(60i5‑59)，y(60i5‑58)，...，y(60i5)；其中，的含义为对取整；i5＝1，2，3，...，n_y；(1‑6)用奇异值分解SVD法提取主要成分信号对于Y(i5)做svd分解，提取主要成分信号Y_svd(i5)；(1‑7)对主要成分信号进行数据连接；对于Y_svd(i5)数据，将每一段数据的首部和上一段数据的尾部连接，得到数据Z，数据Z为n_y×2的矩阵；将数据Z显示到二维平面上，二维平面上显示出n_y个点；按照k‑近邻进行谱聚类得到3个中心点A，B，C；将A部分以外的数据点丢弃，数据Z变成n_y1×2的矩阵，0＜n_y1＜n_y；(1‑8)查找波峰，得到BCG信号X的瞬时心率Z_rr。