心率信号的追踪方法、追踪装置、电子设备和存储介质与流程

本技术涉及电子设备，特别涉及一种心率信号的追踪方法、追踪装置、电子设备和存储介质。

背景技术：

1、随着人们生活水平的日益提高，可穿戴设备越来越受到广大消费者的青睐。基于ppg(photo pethysmo graphic，光电容积脉搏波描记法)信号的心率追踪算法是可穿戴设备的必备算法。通常，心率追踪算法是在前一时刻的心率附近(如+-6bpm(beat perminute，每分钟心跳个数))搜索当前时刻的心率值，但是这种算法的缺点是：如果去除运动干扰后的ppg信号质量不好，则会将预测的心率值带到一个错误的区间，而没有办法得到真实的心率值。

2、因此，如何提升可穿戴设备追踪心率的精度是目前亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本技术旨在至少从一定程度上解决上述技术中的技术问题之一。

2、本技术实施例提出了一种心率信号的追踪方法，包括：获取原始的光电容积脉搏波描记法ppg信号和滤波后的ppg信号；分别对所述原始的ppg信号和所述滤波后的ppg信号进行短时傅里叶变换，得到对应的所述原始的ppg信号的频谱和所述滤波后的ppg信号的频谱；分别根据所述原始的ppg信号的频谱和所述滤波后的ppg信号的频谱，生成对应的第一曲线簇和第二曲线簇；从所述第一曲线簇中所有曲线上各二维坐标点中，查找与所述第二曲线簇中每条曲线上各二维坐标点满足第一预设条件的坐标点，作为配对点；其中，所述二维坐标点用于表征时间、频率的点；对所述第二曲线簇中每条曲线进行检测，如果所述第二曲线簇中曲线存在配对点的参数满足第二预设条件，则根据所述配对点的参数满足第二预设条件的所述第二曲线簇中的曲线，获取跳转心率值，以便对所述心率信号进行追踪。

3、根据本技术实施例的心率信号的追踪方法，先获取原始的光电容积脉搏波描记法ppg信号和滤波后的ppg信号，再分别对原始的ppg信号和滤波后的ppg信号进行短时傅里叶变换，得到对应的原始的ppg信号的频谱和滤波后的ppg信号的频谱，再分别根据原始的ppg信号的频谱和滤波后的ppg信号的频谱，生成对应的第一曲线簇和第二曲线簇，并从第一曲线簇中所有曲线上各用于表征时间、频率的二维坐标点中，查找与第二曲线簇中每条曲线上各二维坐标点满足第一预设条件的坐标点，作为配对点，进一步对第二曲线簇中每条曲线进行检测，如果第二曲线簇中曲线存在配对点的参数满足第二预设条件，则根据配对点的参数满足第二预设条件的第二曲线簇中的曲线，获取跳转心率值，以便对心率信号进行追踪。由此，该方法可以用在心率追踪的跳转之中，能够大大提升心率追踪的精度。

4、在一些实施例中，所述根据所述配对点满足第二预设条件的所述第二曲线簇中的曲线，获取跳转心率值，包括：根据所述配对点的参数满足第二预设条件时所述配对点的时间，获取所述配对点对应的频率，作为所述跳转心率值。

5、在一些实施例中，所述分别根据所述原始的ppg信号的频谱和所述滤波后的ppg信号的频谱，生成对应的第一曲线簇和第二曲线簇，包括：分别对所述原始的ppg信号的频谱和所述滤波后的ppg信号的频谱，进行幅值归一化处理；分别对幅值归一化后的所述原始的ppg信号的频谱和幅值归一化后的所述滤波后的ppg信号的频谱，通过查找局部峰值，以得到对应的多个第一点对和多个第二点对；其中，所述第一点对和所述第二点对分别用于表征频率和幅值的点对；分别根据多个所述第一点对和多个所述第二点对，生成对应的所述第一曲线簇和所述第二曲线簇。

6、在一些实施例中，所述根据多个所述第一点对，生成所述第一曲线簇，包括：在当前时刻大于零时，将当前时刻的第一点对和上一时刻的第一点对，按照第三预设条件进行配对；如果所述当前时刻的第一点对和所述上一时刻的第一点对按照所述第三预设条件配对成功，则判断所述上一时刻的第一点对是否在第一曲线中；其中，如果所述上一时刻的第一点对在第一曲线中，则将所述当前时刻的第一点对加入到所述第一曲线中；或者，如果所述上一时刻的第一点对不在所述第一曲线中，则根据所述当前时刻的第一点对和所述上一时刻的第一点对，生成第二曲线；根据所述第一曲线和所述第二曲线，生成所述第一曲线簇。

7、在一些实施例中，所述对幅值归一化后的所述原始的ppg信号的频谱，通过查找局部峰值，以得到多个第一点对之后，还包括：判断所述第一点对的幅值是否小于第一预设幅值；如果所述第一点对的幅值小于所述第一预设幅值，则删除所述幅值小于所述第一预设幅值的第一点对。

8、在一些实施例中，所述根据多个所述第二点对，生成所述第二曲线簇，包括：在当前时刻大于零时，将当前时刻的第二点对和上一时刻的第二点对，按照第四预设条件进行配对；如果所述当前时刻的第二点对和所述上一时刻的第二点对按照所述第四预设条件配对成功，则判断所述上一时刻的第二点对是否在第三曲线中；其中，如果所述上一时刻的第二点对在第三曲线中，则将所述当前时刻的第二点对加入到所述第三曲线中；或者，如果所述上一时刻的第二点对不在所述第三曲线中，则根据所述当前时刻的第二点对和所述上一时刻的第二点对，生成第四曲线；根据所述第三曲线和所述第四曲线，生成所述第二曲线簇。

9、在一些实施例中，所述对幅值归一化后的所述滤波后的ppg信号的频谱，通过查找局部峰值，以得到多个第二点对之后，还包括：判断所述第二点对的幅值是否小于第二预设幅值；如果所述第二点对的幅值小于所述第二预设幅值，则删除所述幅值小于所述第二预设幅值的第二点对；其中，所述第二预设幅值大于第一预设幅值。

10、在一些实施例中，所述获取滤波后的ppg信号，包括：利用滤波算法，从所述原始的ppg信号中过滤加速度信号，以获取所述滤波后的ppg信号。

11、本技术实施例提出了一种心率信号的追踪装置，包括：第一获取模块，用于获取原始的光电容积脉搏波描记法ppg信号和滤波后的ppg信号；处理模块，用于分别对所述原始的ppg信号和所述滤波后的ppg信号进行短时傅里叶变换，得到对应的所述原始的ppg信号的频谱和所述滤波后的ppg信号的频谱；生成模块，用于分别根据所述原始的ppg信号的频谱和所述滤波后的ppg信号的频谱，生成对应的第一曲线簇和第二曲线簇；查找模块，用于从所述第一曲线簇中所有曲线上各二维坐标点中，查找与所述第二曲线簇中每条曲线上各二维坐标点满足第一预设条件的坐标点，作为配对点；其中，所述二维坐标点用于表征时间、频率的点；第二获取模块，用于对所述第二曲线簇中每条曲线进行检测，如果所述第二曲线簇中曲线存在配对点的参数满足第二预设条件，则根据所述配对点的参数满足第二预设条件的所述第二曲线簇中的曲线，获取跳转心率值，以便对所述心率信号进行追踪。

12、根据本技术实施例的心率信号的追踪装置，通过第一获取模块获取原始的光电容积脉搏波描记法ppg信号和滤波后的ppg信号，通过处理模块分别对原始的ppg信号和滤波后的ppg信号进行短时傅里叶变换，得到对应的原始的ppg信号的频谱和滤波后的ppg信号的频谱，通过生成模块分别根据原始的ppg信号的频谱和滤波后的ppg信号的频谱，生成对应的第一曲线簇和第二曲线簇，通过查找模块从第一曲线簇中所有曲线上各用于表征时间、频率的二维坐标点中，查找与第二曲线簇中每条曲线上各二维坐标点满足第一预设条件的坐标点，作为配对点，通过第二获取模块对第二曲线簇中每条曲线进行检测，如果第二曲线簇中曲线存在配对点的参数满足第二预设条件，则根据配对点的参数满足第二预设条件的第二曲线簇中的曲线，获取跳转心率值，以便对心率信号进行追踪。由此，该装置可以用在心率追踪的跳转之中，能够大大提升心率追踪的精度。

13、在一些实施例中，所述第二获取模块，用于：根据所述配对点的参数满足第二预设条件时所述配对点的时间，获取所述配对点对应的频率，作为所述跳转心率值。

14、在一些实施例中，所述生成模块，用于：分别对所述原始的ppg信号的频谱和所述滤波后的ppg信号的频谱，进行幅值归一化处理，并分别对幅值归一化后的所述原始的ppg信号的频谱和幅值归一化后的所述滤波后的ppg信号的频谱，通过查找局部峰值，以得到对应的多个第一点对和多个第二点对，分别根据多个所述第一点对和多个所述第二点对，生成对应的所述第一曲线簇和所述第二曲线簇；其中，所述第一点对和所述第二点对分别用于表征频率和幅值的点对。

15、在一些实施例中，所述生成模块根据多个所述第一点对，生成所述第一曲线簇时，用于：在当前时刻大于零时，将当前时刻的第一点对和上一时刻的第一点对，按照第三预设条件进行配对，在所述当前时刻的第一点对和所述上一时刻的第一点对按照所述第三预设条件配对成功时，判断所述上一时刻的第一点对是否在第一曲线中；其中，如果所述上一时刻的第一点对在第一曲线中，则将所述当前时刻的第一点对加入到所述第一曲线中；或者，如果所述上一时刻的第一点对不在所述第一曲线中，则根据所述当前时刻的第一点对和所述上一时刻的第一点对，生成第二曲线，进一步根据所述第一曲线和所述第二曲线，生成所述第一曲线簇。

16、在一些实施例中，所述生成模块用于：在对幅值归一化后的所述原始的ppg信号的频谱，通过查找局部峰值，以得到多个第一点对之后，判断所述第一点对的幅值是否小于第一预设幅值，如果所述第一点对的幅值小于所述第一预设幅值，则删除所述幅值小于所述第一预设幅值的第一点对。

17、在一些实施例中，所述生成模块根据多个所述第二点对，生成所述第二曲线簇时，用于：在当前时刻大于零时，将当前时刻的第二点对和上一时刻的第二点对，按照第四预设条件进行配对，并在所述当前时刻的第二点对和所述上一时刻的第二点对按照所述第四预设条件配对成功时，判断所述上一时刻的第二点对是否在第三曲线中；其中，如果所述上一时刻的第二点对在第三曲线中，则将所述当前时刻的第二点对加入到所述第三曲线中；或者，如果所述上一时刻的第二点对不在所述第三曲线中，则根据所述当前时刻的第二点对和所述上一时刻的第二点对，生成第四曲线，进一步根据所述第三曲线和所述第四曲线，生成所述第二曲线簇。

18、在一些实施例中，所述生成模块用于：在对幅值归一化后的所述滤波后的ppg信号的频谱，通过查找局部峰值，以得到多个第二点对之后，判断所述第二点对的幅值是否小于第二预设幅值，如果所述第二点对的幅值小于所述第二预设幅值，则删除所述幅值小于所述第二预设幅值的第二点对；其中，所述第二预设幅值大于第一预设幅值。

19、在一些实施例中，所述第一获取模块在获取滤波后的ppg信号后，用于：利用滤波算法，从所述原始的ppg信号中过滤加速度信号，以获取所述滤波后的ppg信号。

20、本技术实施例还提出了一种电子设备，包括：处理器；用于存储所述处理器可执行指令的存储器；其中，所述处理器被配置为执行所述指令，以实现上述的心率信号的追踪方法。

21、本技术实施例的电子设备，通过执行上述的心率信号的追踪方法，可以用在心率追踪的跳转之中，能够大大提升心率追踪的精度。

22、本技术实施例还提出了一种非临时性计算机可读存储介质，当所述存储介质中的指令由电子设备的处理器执行时，使得电子设备能够执行上述的心率信号的追踪方法。

23、本技术实施例的非临时性计算机可读存储介质，通过执行上述的心率信号的追踪方法，可以用在心率追踪的跳转之中，能够大大提升心率追踪的精度。