基于Transformer和CNN特征融合的非接触式心率检测算法

心率失调是心血管疾病的常见危险因素，如何及时地对心率失调作出预警，成为了研究的热点。传统的心率检测是接触式的，检测十分不便。远程光电容积脉搏波描记法（Remote photoplethysmography, rPPG）的提出旨在实现无须接触的测量，在许多场景中具有巨大的应用价值。然而，非接触式的测量方法容易受到环境和受试者运动的影响。针对这些问题，本文提出了基于Transformer全局表达和CNN局部特征融合的非接触式心率检测模型（TC-Net）。本文搭建了一个并联的Transformer网络和CNN网络的TC-Net模型。本模型包括两个分支，CNN分支用于提取rPPG信号的局部区域特征，Transformer用于提取rPPG信号的全局表达。由于全局表达特征和局部特征两者特征长度不一，本文提出了特征交互模块，该模块通过卷积层和上下采样模块以对齐两个分支的特征长度。随后，TC-Net通过特征交互模块将局部特征和全局表达进行融合得到最终用于检测的特征向量。最后，在远程心率测量评估中最广泛使用基准之一MAHNOB-HCI数据集上进行对比验证，模型在误差偏差（MAE）、均方根误差（RMSE）...     

光的偏振特性对rPPG信号的影响研究

远程光电容积脉搏波描记法(remote Photoplethysmography,rPPG)通过分析目标区域的光线周期性变化来实现人体心率的测量,测量过程中会引入大量噪声.在这些噪声中,皮肤表面漫反射光是一种公认的常见噪声.根据光与生物组织相互作用的原理可知,没有接触到皮下动脉血管的后向散射光也属于噪声,本文中称其为浅...     

一种可监测人体脉搏波及心率的健康鼠标

脉搏波的波形特征与心血管疾病密切相关,为此用户需要一种简单、实时的便携装置。通过安装在正常使用鼠标时大拇指触摸到的鼠标位置的反射式脉搏波光电传感器采集脉搏波信号,信号经过滤波、放大和A/D转换后,利用单片机对脉搏波信号处理并得出心率数据,最后通过USB接口连接电脑端软件显示。将鼠标和反射式光电传感器结合制成成品之后,经过实际测试,传感器能够很好的测得手指脉搏波并输出。这种可监测人体脉搏波及心率的健康鼠标可以在用户使用鼠标的不经意状态时检测并记录脉搏波及心率。     

基于AFE4404的脉搏血氧检测系统

针对现有双波长血氧监护仪存在脉搏获取电路输出噪声大、仪器抗震性差等问题,设计一种基于AFE4404的电路用于测量心率及脉搏血氧饱和度(SpO2)。根据朗博比尔定律与经验定标法得到的三波长SpO2计算公式,以此公式为模型设计检测系统。设计中采用TI公司的三波长血氧模拟前端AFE4404芯片结合控制单元,实现脉搏信号采集;采用自主编写的上位机软件,实现心率与SpO2的计算和相关波形的显示。经过实验的验证与分析,得出系统具有输出脉搏信号噪声小、心率及血氧精度高的结论。     

基于脉搏波速法的动态血压测量系统设计

提出一种利用脉搏波传导速度法的血压测量方案。采用新型可穿戴式光电传感器分别采集人体左侧桡动脉和指端的脉搏波,摆脱传统袖带式的测量方式。通过分析脉搏波的波形,计算脉搏波传导速度,建立数学模型方程,对非侵入式的动态血压测量进行研究,并采用听诊法进行校准和误差分析,实现连续血压测量。实验结果表明,该系统测量方便,精度较高,与听诊法具有良好的一致性。     

基于LabVIEW的无线心率测量系统的设计

设计并实现一种无线心率测量系统,采用HKG-07B红外脉搏传感器采集心电信号,信号经放大、滤波、整形、AD转换后通过LED显示心率,并通过无线发送到PC终端,在终端信号经LabVIEW采集、显示、存储心率波形.系统能实时检测、显示心率,并可以随时调用心率波形.系统体积小,测量准确,适用于家庭以及社区的医疗保健.     

基于光电脉搏波描记方法的多生理参数测量研究

基于单个反射式光电探头,在桡动脉位置测量了脉搏波。利用ATmega16单片机进行660nm和940nm的双波长LED发光控制和数据采集与分析。通过对脉搏波极值的读取实现血氧饱和度和心率的测量;其次,利用时间抽取基2快速傅里叶变换(FFT)对获取的桡动脉信号进行傅里叶变换,实现呼吸频率的测量。测量了10名志愿者的生理参数,并对利用本文设计的系统的测量结果和临床方法记录的结果进行数据的相关性分析,得到血氧饱和度、心率和呼吸频率的相关系数分别为r=0.985、r=0.982和r=0.933。通过相关性分析可以看出,可以利用本文系统进行无创、长时间和多参数的测量。     

自适应滤波在光电技术提取心率方法中的应用

针对利用光电容积脉搏波提取心率时,传统方法光电检测电路复杂,容易受运动干扰等缺陷,设计了一种实时高效的心率提取方案。采用发光二极管产生的单束波长为940 nm的红外光,利用光电容积脉搏波原理,采集手腕处PPG信号,实现对心率信号的实时监测;并针对运动干扰提出一种自适应滤波方法,利用三轴加速度计获取噪声信号消除运动伪差。实验表明,设计与医用监测仪有良好的一致性,且提出的自适应算法比传统快速傅里叶方法具有更高的准确性,在穿戴设备允许的误差范围内,可以利用本文设计进行无创实时的心率监测。     

基于计算机与鼠标的智能化疲劳健康监测系统

针对长期使用计算机造成的视力下降、腰颈椎疾病等问题,设计基于鼠标的生理信息采集硬件与配套计算机软件,通过算法设计与理论研究,实现对计算机用户的日常健康评价及疲劳休息提示功能。采用嵌入式设计方法使计算机鼠标具备脉搏采集功能。基于MFC进行系统软件开发,综合用户输入信息、采集脉搏信息、用户对计算机的操作信息设计算法,对用户健康状况及疲劳状况进行评价。实验部分选定30例健康受试者,设计疲劳实验。在疲劳实验前后,分别采集被试者指端容积脉搏波信息,并对被试者进行疲劳症状问卷调查。对脉搏信号进行时域和波形特征分析,提取心率及变异性参数、波形特征量K′及对波形进行归一化处理。采用健康鼠标可实时采集用户脉搏数据,软件可实时更新用户计算机有效操作时间、疲劳指数、健康指数。系统可及时反映用户健康状况,并在用户较为疲劳时提示用户休息。实验结果表明,心率及RMSSD、SDNN两项变异性指标在计算机操作疲劳实验前后有显著性差异(P<0.01)。疲劳实验后的脉搏波波形较实验前趋于圆滑。拟合后的疲劳指数可直观反映用户疲劳状态。该设计为市场上不多见的疲劳健康实时监测系统,在技术与应用层面具有较高的创新性,在计算机使用者的保健与养生方面具有一定应用价值。     

基于FastICA算法的脉搏波信号特征参数提取方法研究

经过大量临床证实,脉搏波能反映许多心血管方面的生理信息,脉搏波特征变化可以反映出人体生理系统的状态。为了能够在脉搏波信号中提取更多的生理参数,必须对脉搏波信号的各种特性进行深入的分析。利用光电容积脉搏波描记法(PPG),人们只需要将手指轻微的贴着摄像头就可以采集到手指图像,对图像进行独立成分分析(ICA),找到最接近人体的脉搏波信号。这对基于智能终端分析脉搏波信号的特征,进行呼吸、血压、心率测量的便捷性有很大的提高,为在家居环境下对人体生理参数的实时监测提供了一定的参考。     

基于LoRa技术的中波台站物联网监控系统设计

本文基于现在发展迅猛的LoRa及物联网技术,提出了一种基于LoRa协议的智能中波台站物联网监控系统设计方案。该方案以LoRa网络实现系统感知层设计,基于简单的星型组网架构,构建低功耗广域网智能中波台站物联网监控系统,实现对中波台站内外环境相关数据采集及相关设备的远程控制。     

基于专家系统的智能变电站GOOSE网络分析系统的研究与探讨

智能变电站内二次设备GOOSE网络运行状态缺乏科学有效的监测手段,使得GOOSE网络相关缺陷处理效率低下,给电网安全稳定运行了带来不良影响。本文提出了一种基于专家知识库的智能变电站GOOSE网络智能分析系统,以实现对智能变电站内二次设备的GOOSE网络在线监视和异常预警,实现二次设备运行管理从离线模式向在线分析转变,实现二次设备运维的规范化、远程化、集约化。     

便携家庭式远程定位ECG监测预警系统的设计与实现

针对远程定位ECG监测预警系统的需求,设计了一套家庭式心电实时监测预警系统。系统包括远程监测平台与移动预警端,远程监测平台采用Labview编写了ECG波形显示与回放程序,并利用自主开发的心电采集设备实现了心电分析与监测预警等功能。移动预警端将ECG采集模块与Android手机相结合,实现了ECG信号的实时监控与远程定位等功能。实测结果表明,系统准确率在94%以上,携带方便,在出现心率紊乱等症状时,可及时发送报警信息,帮助患者得到医疗救助。     

基于STC单片机的电源管理模块的设计

在土木工程建设领域,一些工程监测项目中使用的监测设备采用的是太阳能电池板、蓄电池供电方式.为了保证整套监测系统长期可靠运行,文中详细介绍了基于STC单片机的远程电源管理模块的设计方法,该模块以STC11F02E单片机为核心,具有无线通讯的功能,可以灵活设定继电器固定的开启关闭时间,现场测试结果表明该模块实现了对监测设备的电源管理功能,具有一定的实用价值.     

多传感器远程家庭健康体征监护系统

研究了一种在家庭中使用,可以对多种人体生理数据进行监测的多传感器远程家庭健康体征监护系统,提出了一种基于ARM9的微控制器芯片S3C2410的设计方案,包括总体设计、硬件平台和软件的设计思路和实现方法。实现结果显示该系统能够实时地采集和监测用户的心率、心电图、血氧含量、血氧波形、脉搏棒图、体温及血压数据,并与远端的监护中心进行数据交换。此系统为嵌入式技术在远程医疗监护中的应用提供了新思路和切实可行的方案。     

基于北斗可穿戴式老人心率检测仪

为了实时检测老人在户外的心率健康状况,设计了一种基于北斗的心率检测仪.当老人心率异常时,可以通过穿戴式检测设备及时通知老人的监护人和医护人员,并告知确切的位置,以获得最快的医治.系统由心率信号采集与处理、GSM模块通信、北斗定位、STM32F405组成,实现对心率信号实时采集与处理,远程监护老人心率健康与定位,对北斗民用化在便携式医疗中的应用有一定的参考意义.     

基于AT2042的嵌入式网络视频监控系统的设计与实现

为了实现中小场合对于视频监控设备的低成本和网络化的需求,设计了一种基于ARM-S3C2410、音视频硬件编解码芯片AT2042的嵌入式网络视频监控系统,该监控系统实现了MPEG-4编解码器,能实现本地的海量存储、远程控制以及运动检测的功能。用户通过在个人计算机(PC)端输入网页服务器的因特网协议(IP)地址来访问服务器,下载安装ActiveX控件,远程监控实现需要的控制。     

基于嵌入式视频服务器的综合监控系统

基于嵌入式视频服务器的综合监控系统以Internet为依托,引入模块化设计,突破了传统监控系统在监控地点上的限制,可以方便地实现异地监视和控制。介绍了嵌入式视频服务器以太网接口、视频处理、微处理器、远程控制、微处理器软件开发等几个组成模块。基于嵌入式视频服务器的综合监控系统可广泛应用于电信、银行、智能大厦、家庭的远程监控等领域。     

一种基于无线传感器网络技术的医疗监测终端设计

设计了一种信息化的社区无线医疗监测系统终端设备,用于对社区内需长期监护人群的生理信息监测。该终端以PXA270为核心,使用嵌入式Linux操作系统和MiniGUI图形界面,通过Zig-Bee协议实现无线数据传输。设计了生理参数阈值预测算法和自适应时域运动干扰信号识别算法,采取生理参数自动判断与病人手动输入想结合的报警方式。通过168组测量信号进行干扰识别实验,正确率达到97．6％,采用屏气试验来模拟呼吸功能障碍病人病发时的血氧饱和度变化情况,初步实验表明,该设备可以实现生理信息的监测、分析、传输、存储和预警。     

基于微信小程序框架的智能能耗监测系统设计

近年来,随着移动互联网的发展以及网络普及度增高,网络传输速率加快,基于互联网的远程终端控制,远程监测,远程操作的设备技术更加成熟,远程监测控制系统的价值也逐渐凸显。此类设备能够连接互联网,通过云服务器进行数据交互,可以通过手机或者电脑设备进行远程的数据查看和硬件操作,在电力管理中,电量数据的采集和分析是最重要的一部分,在此基础上能够减少查询电量数据的人力消耗,加强电量查询的精准度,为电力管理提供更科学的方法。微信小程序的出现改变了手机软件的形态,其不一定独立存在,可以包含在微信中,十分方便。文章利用微信小程序作为客户端依托设计,设计一套基于远程控制装置的能耗监测系统。