[發明專利]一種基于MODWT及中值濾波的PPG信號實時去噪方法

有效

• 申請號: 202010180685.8
• 申請日: 2020-03-16
• 公開（公告）號: CN111493821B
• 公開（公告）日: 2023-03-14
• 發明（設計）人: 楊智;顧林躍;孫斌
• 申請（專利權）人: 浙江好絡維醫療技術有限公司
• 主分類號: A61B5/00
• 分類號: A61B5/00
• 代理公司: 杭州九洲專利事務所有限公司 33101
• 代理人: 陳琦;陳繼亮

1.一種基于MODWT及中值濾波的PPG信號實時去噪方法，包括：a)采集PPG信號，根據實時分析要求確定PPG信號分析參數，對PPG信號進行分段處理；b)對去均值后分段PPG信號進行MODWT，得到高頻濾波后的分段PPG信號；c)對高頻濾波后的分段PPG信號進行中值濾波，去除基線漂移；d)銜接分段信號，其特征在于：所述a)采集PPG信號，根據實時分析要求確定PPG信號分析實時參數，對PPG信號進行分段處理方法為：

步驟1：采用光電容積脈搏波描記法采集PPG信號，采樣頻率為100Hz，以1秒、3秒、5秒、10秒作為分析時長分別進行分析測試，基于測試結果，根據實時分析要求，對PPG信號進行分段處理；

步驟2：計算分段PPG信號幅值平均值，在分段信號幅值的基礎上減去該均值，所述計算分段PPG信號幅值平均值mean(X₀)：

其中設原始分段信號長度為N，各采樣點幅值為X₀(i)，i＝1,2,3,……N；

所述b)對去均值后分段PPG信號進行MODWT，得到高頻濾波后的分段PPG信號方法為：

步驟1：基于采樣頻率及PPG信號特征對分段信號進行MODWT；

步驟2：基于PPG信號特征，去除干擾頻帶，選定空間濾波頻帶；

步驟3：基于濾波方法和濾波方式確定自適應閾值，分頻帶進行濾波，所述濾波方法為固定閾值、極值閾值、無偏風險估計閾值及啟發式閾值方法，設閾值為xlim，信號長度為N，對某分割頻帶信號X，由中位數(median)絕對偏差(MAD)計算得其均方根σ；

MAD＝median(|X-median(X)|

σ＝1.4826×MAD

基于PPG信號分析測試結果，選擇固定閾值的計算方法，此時，閾值為：

所述濾波方式為硬閾值、軟閾值方式，基于PPG信號分析測試結果，選擇軟閾值方式：當細節信號的絕對值小于給定閾值時，令其為0，否則，令其減去閾值，符號與原始細節信號該處保持一致；

所述d)銜接分段信號方法為：

步驟1：添加分段PPG信號原始幅值平均值；將濾波后的分段PPG信號加上保存的原始幅值平均值mean(X₀)；

步驟2：以1秒延遲作為代價，每次只取濾波后3秒中間1秒數據，去除重疊量，消除銜接處頓挫、切跡。

2.根據權利要求1所述的基于MODWT及中值濾波的PPG信號實時去噪方法，其特征在于：所述c)對高頻濾波后的分段PPG信號進行中值濾波，去除基線漂移方法為：

步驟1：根據PPG信號特征，選擇中值濾波參數；

步驟2：獲得分段PPG信號基線，去除該基線。