一种脉搏信号运动干扰的过滤方法、装置和系统与流程

本申请涉及脉搏信号处理，尤其涉及一种脉搏信号运动干扰的过滤方法、装置和系统。

背景技术：

1、光电容积脉搏波(ppg)信号多用于心率(hr)监测，是许多现有可穿戴产品和临床设备的关键技术。为获得该信号，要利用led照射人体皮肤，然后用光电二极管测量血流引起的反射光强度变化。脉搏信号形态与动脉血压(abp)波形相似，这以进行非侵入性心率监测。脉搏信号的周期性与心脏节律相对应。因此，可以根据脉搏信号估算心率。然而，受血液灌流不良、环境光线以及最重要的运动伪影(ma)的影响，心率估算性能会降低。因此，许多研究机构和公司都对脉搏信号的噪声干扰问题进行了大量的设计和研究，由于运动伪影是ppg信号穿戴式设备的最大噪声干扰源，这也让其与环境光线共同成为目前研究的核心问题。

2、目前，现有的脉搏信号干扰的过滤方式包括：基于非运动参考系的方法、通过引入运动传感器的运动信息作为噪声信号来源的方法、基于人工神经网络的方法、采用多个通道的ppg传感器的方式、方差判别法进行特征提取的方法以及心率监测通用框架算法等。然而，无论是哪一种方式，均存在所需数据量大、计算过程复杂、ppg传感器数量多、只能测量静态数据和仅能事后处理中的至少一项问题。

技术实现思路

1、鉴于此，本申请实施例提供了一种脉搏信号运动干扰的过滤方法、装置和系统，以消除或改善现有技术中存在的一个或更多个缺陷。

2、本申请的一个方面提供了一种脉搏信号运动干扰的过滤方法，包括：

3、采用绿光光源实时照射当前处于运动状态的目标人体的皮肤以实时自该目标人体采集对应的脉搏信号；

4、对采集到的所述脉搏信号进行预处理；

5、基于实时采集的所述目标人体的加速度数据，对预处理后的脉搏信号进行自适应滤波，以滤除该脉搏信号的运动伪影干扰。

6、在本申请的一些实施例中，所述采用绿光光源实时照射当前处于运动状态的目标人体的皮肤以实时自该目标人体采集对应的脉搏信号，包括：

7、控制用于发出绿光光源的ppg传感器实时照射当前处于运动状态的目标人体的皮肤，并实时采集对应的脉搏信号。

8、在本申请的一些实施例中，所述对采集到的所述脉搏信号进行预处理，包括：

9、对采集到的所述脉搏信号分别进行基线数据和高频噪音去除处理。

10、在本申请的一些实施例中，所述对采集到的所述脉搏信号分别进行基线数据和高频噪音去除处理，包括：

11、控制无限冲激响应滤波器对采集到的所述脉搏信号进行高通滤波处理以去除所述脉搏信号中的基线数据，并对所述脉搏信号进行低通滤波处理以去除所述脉搏信号中的高频噪音。

12、在本申请的一些实施例中，在所述基于实时采集的所述目标人体的加速度数据，对预处理后的脉搏信号进行自适应滤波，以滤除该脉搏信号的运动伪影干扰之前，还包括：

13、控制加速度传感器实时采集所述目标人体的加速度数据。

14、在本申请的一些实施例中，所述基于实时采集的所述目标人体的加速度数据，对预处理后的脉搏信号进行自适应滤波，以滤除该脉搏信号的运动伪影干扰，包括：

15、基于实时采集的所述目标人体的加速度数据，确定所述目标人体因运动产生的血液容积变化估计值；

16、将预处理后的脉搏信号对应的数值减去所述血液容积变化估计值，以滤除该脉搏信号的运动伪影干扰，得到对应的目标脉搏信号。

17、本申请的另一个方面提供了一种脉搏信号运动干扰的过滤装置，包括：

18、信号采集模块，用于采用绿光光源实时照射当前处于运动状态的目标人体的皮肤以实时自该目标人体采集对应的脉搏信号；

19、预处理模块，用于对采集到的所述脉搏信号进行预处理；

20、干扰滤除模块，用于基于实时采集的所述目标人体的加速度数据，对预处理后的脉搏信号进行自适应滤波，以滤除该脉搏信号的运动伪影干扰。

21、本申请的第三个方面提供了一种脉搏信号运动干扰的过滤系统，包括：微控制单元、分别与该微控制单元通信连接的ppg传感器、无限冲激响应滤波器和加速度传感器；

22、所述微控制单元用于执行所述的脉搏信号运动干扰的过滤方法；

23、所述微控制单元控制所述ppg传感器采用绿光光源实时照射当前处于运动状态的目标人体的皮肤以实时自该目标人体采集对应的脉搏信号；

24、所述微控制单元控制所述无限冲激响应滤波器对采集到的所述脉搏信号分别进行基线数据和高频噪音去除处理；

25、所述微控制单元控制所述加速度传感器实时采集所述目标人体的加速度数据。

26、本申请的第四个方面提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现所述的脉搏信号运动干扰的过滤方法。

27、本申请的第五个方面提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现所述的脉搏信号运动干扰的过滤方法。

28、本申请提供的脉搏信号运动干扰的过滤方法，采用绿光光源实时照射当前处于运动状态的目标人体的皮肤以实时自该目标人体采集对应的脉搏信号；对采集到的所述脉搏信号进行预处理；基于实时采集的所述目标人体的加速度数据，对预处理后的脉搏信号进行自适应滤波，以滤除该脉搏信号的运动伪影干扰，能够在无需大量数据、计算过程简单且无需多个ppg传感器的基础上，能够有效提高过滤处于运动状态中的人的脉搏信号运动干扰的准确性及有效性，并能够有效提高脉搏信号运动干扰的过滤的实时性，进而能够有效提高基于过滤运动干扰后的脉搏信号进行心率测量的准确性及可靠性。

29、本申请的附加优点、目的，以及特征将在下面的描述中将部分地加以阐述，且将对于本领域普通技术人员在研究下文后部分地变得明显，或者可以根据本申请的实践而获知。本申请的目的和其它优点可以通过在说明书以及附图中具体指出的结构实现到并获得。

30、本领域技术人员将会理解的是，能够用本申请实现的目的和优点不限于以上具体所述，并且根据以下详细说明将更清楚地理解本申请能够实现的上述和其他目的。

技术特征：

1.一种脉搏信号运动干扰的过滤方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的脉搏信号运动干扰的过滤方法，其特征在于，所述采用绿光光源实时照射当前处于运动状态的目标人体的皮肤以实时自该目标人体采集对应的脉搏信号，包括：

3.根据权利要求1所述的脉搏信号运动干扰的过滤方法，其特征在于，所述对采集到的所述脉搏信号进行预处理，包括：

4.根据权利要求3所述的脉搏信号运动干扰的过滤方法，其特征在于，所述对采集到的所述脉搏信号分别进行基线数据和高频噪音去除处理，包括：

5.根据权利要求1所述的脉搏信号运动干扰的过滤方法，其特征在于，在所述基于实时采集的所述目标人体的加速度数据，对预处理后的脉搏信号进行自适应滤波，以滤除该脉搏信号的运动伪影干扰之前，还包括：

6.根据权利要求1至5任一项所述的脉搏信号运动干扰的过滤方法，其特征在于，所述基于实时采集的所述目标人体的加速度数据，对预处理后的脉搏信号进行自适应滤波，以滤除该脉搏信号的运动伪影干扰，包括：

7.一种脉搏信号运动干扰的过滤装置，其特征在于，包括：

8.一种脉搏信号运动干扰的过滤系统，其特征在于，包括：微控制单元、分别与该微控制单元通信连接的ppg传感器、无限冲激响应滤波器和加速度传感器；

9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至6任一项所述的脉搏信号运动干扰的过滤方法。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任一项所述的脉搏信号运动干扰的过滤方法。

技术总结
本申请提供一种脉搏信号运动干扰的过滤方法、装置和系统，方法包括：采用绿光光源实时照射当前处于运动状态的目标人体的皮肤以实时自该目标人体采集对应的脉搏信号；对采集到的脉搏信号进行预处理；基于实时采集的目标人体的加速度数据，对预处理后的脉搏信号进行自适应滤波，以滤除该脉搏信号的运动伪影干扰。本申请能够在无需大量数据、计算过程简单且无需多个PPG传感器的基础上，能够有效提高过滤处于运动状态中的人的脉搏信号运动干扰的准确性及有效性，并能够有效提高脉搏信号运动干扰的过滤的实时性，进而能够有效提高基于过滤运动干扰后的脉搏信号进行心率测量的准确性及可靠性。

技术研发人员：请求不公布姓名
受保护的技术使用者：北京津发科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14