面向可穿戴設(shè)備的脈搏波基線漂移去除算法

許金林，李曉風(fēng)，李皙茹，元沐南

(中國科學(xué)院 合肥物質(zhì)科學(xué)研究院，安徽 合肥 230031)

面向可穿戴設(shè)備的脈搏波基線漂移去除算法

許金林，李曉風(fēng)，李皙茹，元沐南

(中國科學(xué)院 合肥物質(zhì)科學(xué)研究院，安徽 合肥 230031)

為滿足可穿戴便攜測量實時性分析的要求，在廣義數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)濾波算法的基礎(chǔ)上，提出了一種簡化的PPG(photoplethysmography)基線漂移去除算法。該算法在應(yīng)用廣義形態(tài)濾波器算法與簡化的形態(tài)濾波算法對紅外發(fā)射管與環(huán)境光學(xué)傳感器所采集人體的PPG信號進行處理的基礎(chǔ)上，對校正后的信號進行相似度計算，然后應(yīng)用靜態(tài)波峰識別算法分別進行心率值計算。實驗結(jié)果表明，分別采用廣義形態(tài)濾波器算法與簡化的形態(tài)濾波算法處理后的PPG信號相似度高達88.83%，標(biāo)準(zhǔn)心率值相關(guān)度分別為98.61%和98.68%；簡化算法處理后的校正信號與廣義形態(tài)濾波后的信號相比，漂移基線校正能力接近，運算適應(yīng)性更強，計算量減少了4倍，為可穿戴設(shè)備實時分析提供更好的軟件支撐。

PPG；可穿戴測量；實時分析；形態(tài)學(xué)；基線漂移

0 引 言

隨著計算機硬件和軟件的高速發(fā)展，微小型化的傳感器、智能信息處理模塊和無線通訊模塊可嵌入人們的日常穿戴物中，實現(xiàn)人體運動生理信息的檢測、分析、暫存和遠程無線傳輸。因此，人們越來越傾向于自由、靈活、連續(xù)且實時地監(jiān)測自身健康狀態(tài)。近年來，心血管疾病(Cardiovascular Diseases,CVDs)嚴(yán)重威脅著人類健康，其病因涉及人體血液運輸組織以及包括心臟、動脈血管、靜脈血管在內(nèi)的血液循環(huán)系統(tǒng)。……