EEMD结合小波阈值的光电容积脉搏波信号降噪

为了研究脉搏波信号降噪的问题,文章提出了一种集合经验模态分解(Ensemble Empirical Mode Decomposition,EEMD)与小波阈值相结合的降噪方法,对采集到的光电容积脉搏波信号来做降噪处理,同时和EMD结合小波阈值降噪算法进行比较。算法首先把信号做EEMD的分解,将原始信号分解为n个模态分量(Intrinsic Mode Function,IMF),然后对这些分量做相干性的计算,对其中的噪声分量来做小波阈值降噪,最后将信号重构。原始信号在STM32平台上采用MAX30100传感器测得。实验结果表明:本文的方法能够很好地剔除光电容积脉搏波中包含高频噪声与基线漂移的各种噪声,降噪后信噪比为34.09,均方根误差为1.99。提高了PPG信号的质量,为光电容积脉搏波信号的准确测量提供了新的思路。     

运用小波模极大值滤波算法消除光电容积脉搏波中的运动干扰

在通过光电容积脉搏波(PPG)测量血氧饱和度的过程中,PPG信号易受到被测者身体移动的影响产生运动伪迹,这些无规律的运动伪迹影响了血氧饱和度测量的稳定性和准确性.首先利用朗伯-比尔(Lamber-Beer)定理和指尖半球形模型,分析了运动干扰与正常信号之间的关系,分析表明运动干扰信号与正常信号约成线性叠加关系.并利用分析结果引入小波模极大值重构滤波算法去除信号中的运动干扰,而后通过初步实验将该算法与常规快速傅里叶(FFT)算法进行了比较.实验结果表明, 此方法较FFT法有更高的准确性和稳定性.     

光电容积脉搏波无创测量人体血液成分的评估

为了评估光电容积脉搏波法在人体血液主要成分检测方面的精度水平,基于朗伯比尔定律及简化的光电容积脉搏波法测量模型,给出了物质成分测量的极限分辨浓度公式。对公式中的三个要素,即人体测量时的光强信噪比、光程、被测物质的摩尔消光系数进行了评估,获得了理论上光电脉搏波法对血红蛋白、白蛋白、血糖的极限分辨浓度。评估结果表明,光电容积脉搏波法可以测量的血红蛋白、白蛋白和血糖的极限分辨浓度水平分别约为100mg/dL,5000mg/dL以及10 000mg/dL。将该评价结果与现阶段临床需要的检测精度进行对比,可知光电容积脉搏波法能够满足需求,有望实现对血红蛋白的无创检测。     

基于脉搏波传导时间的血压检测研究进展

为了能够更加清楚地了解一种可以连续测量的非接触式血压检测方法,介绍了基于脉搏波传导时间的能够在不接触身体的情况下完成的血压测量方法。详细叙述了采用脉搏波进行血压测量的发展史和两种不同的测量脉搏波传导时间的方法,以及基于两种测量方法的特征点提取和建模分析、血压计算方法等,并比较两种方法的优缺点。最后对采用脉搏波测量更多的生理参数进行了展望。     

基于光电脉搏波的心率检测系统的设计

脉搏是反映人体生理健康状况的重要生理现象,心率作为重要的人体健康参数,临床上与许多疾病有着密切的关系。人体手指末端含有丰富的小动脉和丰富的生理信息,结合在临床医学应用中发展很快的光电检测技术,提取出指尖脉搏波信息,然后通过一系列优化算法从指尖脉搏波信息中获得较为准确的心率值。     

基于脉搏波传导时间的连续血压分析系统

连续血压监测能较好地反映人体的真实血压变化,在临床应用上显示出很多的优点。该文设计了一种基于脉搏波传导时间（PTT）的连续血压分析系统。通过对经典理论的分析并简化,得到PTT与人体动脉血压的关系式,并设计了一个对关系式中参数进行标定的方法。运用基于ARM的嵌入式系统开发工具同步采集佩戴者心电信号和脉搏信号,通过计算获得佩戴者心脏搏动时产生的PTT,最终分析并记录佩戴者的血压信息。该系统不仅能为医疗人员评估佩戴者的身体状况提供更有效的依据,同时也能为其他需要进行动态血压检测的场合提供一种更有效的解决方案。     

基于脉搏波的无创血压检测系统

针对现阶段无创血压检测仪体积较大、不易携带,且需要专业人员操作的问题,提出了一种无创血压检测系统。系统基于脉搏波传导和光与物质相互作用的原理,提取并分析了光与手腕处的皮肤作用后的光电信号模量,推算出动脉血液流速,即脉搏波传导速度,从而进一步推算出血压值。试验结果表明,本系统与传统血压检测仪的平均相对误差在5%以内,具有一定的可行性。该系统具有体积小、成本低、测量方式简单、易携带、可做大数据管理等特点,可用于人体血压的实时监测及健康管理。     

容积脉搏波序列的异常模式检测

容积血氧计是重要的临床设备,从其测量得到的脉搏波可以计算出心率,但是脉搏波容易受到体动等其他因素的干扰,在计算心率时有必要检测出这些干扰段.首先把脉搏波离散为符号序列,符号序列的若干位字母形成字,然后在局部和整体2个层次上比较字之间的距离,这些距离和设定的阈值比较,从而把脉搏波区分为正常段和干扰段,这种方法也可应用于其他信号.     

近红外可穿戴设备中脉搏波的呼吸率检测

针对可穿戴设备中光电容积脉搏波检测呼吸速率准确性不高和实时性不够的问题,提出了一种基于时频谱的自适应信号分解算法。该算法采用瞬时中心频率估计方法获得脉搏波时频谱和瞬时心率估计值,对脉搏信号进行相干解调提取呼吸信号成分,进而利用呼吸信号成分检测呼吸速率。实验结果表明,与传统连续小波变换方法相比,本文提出的自适应信号分解算法的呼吸速率计算时间提高了84.68%。通过中位数误差及四分位距误差的方差分析,表明该算法比连续小波分解算法和自回归模型算法具有更好的计算精度,中位数误差均值分别提高了96.001%和97.978%,四分位距误差均值分别提高了75.014%和52.732%。     

从光电容积图中提取脉搏率、呼吸率和心率的新方法

光电容积描记图(PPG)是一种利用光学技术无创检测人体心血管脉搏波的方法。PPG信号来源于MIMIC数据库,它含有许多生理信息。本文提出了将集合经验模态分解(EEMD)、倒谱、快速傅里叶变化和过零点检测相结合的方法,从PPG中可靠地估算脉搏率(PR)、心率(HR)和呼吸频率(RR)。首先,将PPG信号通过EEMD分解为有限个固有模态函数(IMF)。因为EEMD有自适应滤波特性,所以估算不同的生理参数时,可以用不同的IMF分量来重构信号。其次,估算脉搏率时,舍去低频含有伪迹的IMF,再通过过零点检测可以得到瞬时脉搏率。然后,估算心率时,用1 Hz~1.67 Hz(60次/分钟~100次/分钟)的IMF来重构信号,再求倒谱,选取反映心脏活动的频带来得到心率。最后,估算呼吸率时,用0.05 Hz~0.75 Hz(3次/分钟~45次/分钟)的IMF来重构信号,然后对呼吸信号求快速傅里叶变化得到频谱图,寻找频谱图中的峰值得到呼吸率。对来自MIMIC数据库的53个成人PPG信号进行了仿真。仿真结果表明使用该综合信号处理方法提取的生理参数与实际生理参数一致,且该方法有运算量小,精确度高的优点(误差不超过1.17%)。     

基于瞬态压力波法的输油管道泄漏检测技术研究

近年来,油管道泄漏事故频繁发生,为保障管道安全运行和将泄漏事故造成的危害减少到最小,需要研究泄漏检测技术以获得更高的泄漏检测灵敏度和定位精度。针对输油管道的特点,分析了瞬态压力波泄漏检测技术的定位原理以及影响准确定位的关键因素,对热油输送管道沿程瞬态压力波传播速度的变化进行了研究。另外利用信号奇异点与小波变换模极大值在多尺度上变化对应的性质,将小波变换应用到扑捉泄漏压力信号序列的特征拐点中,使压力波时间差更加精确,从而有效提高了输油管道泄漏检测的定位精度。     

基于连续小波变换的瞬时频率提取在光电编码器速度测量中的应用

提出一种新的光电编码器速度测量方法,根据编码器角度测量误差信号中高频分量的渐进特性,通过对角度误差信号进行时频分析,提取编码器的旋转速度。利用功能强大的连续小波变换非平稳信号分析工具,提取角度误差分量的特征。基于连续小波变换,实现了一种称为迭代算法的小波脊提取方法,用于瞬时频率估计。实验结果表明,经过适当的时频分析处理后,角度误差的高频分量可以有效地用于光电编码器的速度测量。该方法能够有效减弱噪声和干扰对测量精度的影响。     

基于AT89S51的光电脉搏测量仪的设计

为了提高脉搏测量的简便性和精确度,设计了以AT89S51单片机为核心,红外二极管和光敏三极管为传感器的光电脉搏测量仪。单片机通过对光敏三极管感应脉冲累加得到脉搏跳动次数,时间由单片机定时器来计算,数据由液晶LCD1602显示。经实验测试,系统性能稳定,误差小于2%。     

基于多重小波变换的信号去噪及其在软测量中的应用

化工生产过程中采集到的数据信号通常具有随机性和非平稳性，附加了各种噪声，以至于影响数据建模的拟合效果和泛化性能。本文基于小波分析的特点，提出了一种对信号数据进行多重小波变换阈值去噪的方法。该方法可去除大部分高频随机噪声，提取真实信号，进而提高数据的置信度。将该方法与小波神经网络相结合并应用于丙烯腈聚合反应过程质量指标软测量模型中。仿真结果表明，该方法能有效恢复数据的真实性，提高数据建模的拟合精度与泛化性能。     

基于信号处理的齿轮箱故障诊断研究

齿轮箱是重要的传动部件,其故障诊断得到广泛重视。文章综述了小波变换、经验模式分解、Hilbert变换、人工神经网络等新的信号分析方法和故障诊断技术。     

基于改进小波阈值的激光陀螺漂移信号降噪

针对固定阈值法对激光陀螺漂移信号去除噪声会出现"过扼杀"小波系数的现象,提出一种称为E-median的小波阈值.信号进行平稳小波变换,计算各尺度高频小波系数的E-median阈值,采用软阈值法修正高频小波系数,通过平稳小波逆变换重构信号.对激光陀螺漂移仿真信号和实测信号去除噪声,该阈值均能保留原信号的特征并有效去除噪声...