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基于经验模态分解的脉搏信号特征研究

仪器仪表学报 2009年第3期30卷 596-602页

作者：行鸿彦许瑞庆王长松南京信息工程大学电子与信息工程学院南京210044 东南大学附属中大医院中医内科南京210009

通过研究了脉搏信号的时域特征,利用阈值法提取了脉搏信号的时域特征点,得到了潮波与主波峰值的比值以及脉图K值。在分析经验模态分解算法的基础上,利用其对非稳态信号分解的自适应性,对典型高血压病人和正常人脉搏信号进行了EMD分解,... 详细信息

通过研究了脉搏信号的时域特征,利用阈值法提取了脉搏信号的时域特征点,得到了潮波与主波峰值的比值以及脉图K值。在分析经验模态分解算法的基础上,利用其对非稳态信号分解的自适应性,对典型高血压病人和正常人脉搏信号进行了EMD分解,研究了脉搏信号各模态的能量特征,提出了模态能量商的概念。对临床采集的130例高血压病人、高校50例健康中年人和50例健康大学生脉搏信号分别进行潮波与主波比值、K值和模态能量商特征计算,结果表明模态能量商能够区分正常人和高血压病人,并且与高血压弦脉程度有较好的相关性。实验证明所提出的模态能量商特征具有较好的重复性与稳定性,可以作为脉搏信号识别的特征向量。

关键词：脉搏信号 EMD分解高血压特征提取

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基于动态差分阈值的脉搏信号峰值检测算法

吉林大学学报（工学版） 2014年第3期44卷 847-853页

作者：张爱华王平丑永新兰州理工大学电气工程与信息工程学院兰州730050 甘肃省科技厅甘肃省工业过程先进控制重点实验室兰州730050

针对传统幅度阈值法在脉搏信号峰值检测中所存在的问题,同时为了避免脉搏信号中的干扰段对信号分析所带来的风险,提出了基于动态阈值的脉搏信号峰值检测方法。采用动态差分阈值提取脉搏信号峰值,并在其提取过程中依据阈值适时应用符号... 详细信息

针对传统幅度阈值法在脉搏信号峰值检测中所存在的问题,同时为了避免脉搏信号中的干扰段对信号分析所带来的风险,提出了基于动态阈值的脉搏信号峰值检测方法。采用动态差分阈值提取脉搏信号峰值,并在其提取过程中依据阈值适时应用符号化信号近似匹配的方法检测脉搏信号干扰段。通过对视觉疲劳试验过程中采集的脉搏信号进行分析,结果表明:该方法能够准确地提取脉搏主波位置和脉搏峰值,效果明显优于传统幅度阈值法。

关键词：信息处理技术脉搏信号幅度阈值干扰段检测动态差分阈值

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脉搏信号中有效信号识别与特征提取方法研究

电子测量与仪器学报 2016年第1期30卷 126-132页

作者：洋洋陈小惠王保强姜吉荣南京邮电大学自动化学院南京210023

脉搏信号是重要的人体生理信号,但采集过程中会存在一定的干扰信号。针对人体脉搏波采集后的有效信号识别与特征提取的问题,提出一种基于时间序列描述的信号识别方法,首先将脉搏时间序列进行分割,每个分割段采用斜率符号化进行表示,通... 详细信息

脉搏信号是重要的人体生理信号,但采集过程中会存在一定的干扰信号。针对人体脉搏波采集后的有效信号识别与特征提取的问题,提出一种基于时间序列描述的信号识别方法,首先将脉搏时间序列进行分割,每个分割段采用斜率符号化进行表示,通过段与段之间的相似性判断出信号的有用段和干扰段。再根据得到的有用段信号,提出一种基于滑窗的特征提取方法,寻找脉搏信号中的峰值、谷值,同时调整滑窗宽度,还能够进行重搏波波峰的检测。经实验验证,所提出的识别与特征提取方法准确率高且抗干扰性强。

关键词：脉搏信号时间序列信号识别特征提取

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基于PCANet的脉搏信号亚健康检测

光电子．激光 2019年第3期30卷 333-338页

作者：艾玲梅薛亚庆陕西师范大学计算机科学学院陕西西安710119

目前亚健康状态识别中脉搏信号特征提取困难,且多依赖于手工提取特征而影响识别率。针对这一问题,本文提出了一种基于主成分分析网络(Principal Component Analysis Network,PCANet)的脉搏信号亚健康检测新方法。首先对预处理的脉搏信... 详细信息

目前亚健康状态识别中脉搏信号特征提取困难,且多依赖于手工提取特征而影响识别率。针对这一问题,本文提出了一种基于主成分分析网络(Principal Component Analysis Network,PCANet)的脉搏信号亚健康检测新方法。首先对预处理的脉搏信号进行特征提取;其次将这些特征进行哈希编码,直方图分块,作为特征描述;然后使用分类器将健康和亚健康的两类脉搏信号进行分类识别,并与传统特征提取方法的分类效果进行比较。实验结果表明本文方法对亚健康状态识别达到了较高的准确率,相比传统的特征提取方法,PCANet方法在识别率上提高了10%以上,因此,本文所提出的方法能够有效地区分健康与亚健康状态,为亚健康状态的检测提供了一种新的参考依据。

关键词：深度学习主成分分析网络脉搏信号亚健康

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脉搏信号滤波方法研究

激光技术 2016年第1期40卷 42-46页

作者：冀常鹏赵丽娜辽宁工程技术大学电子与信息工程学院葫芦岛125105 辽宁工程技术大学研究生院葫芦岛125105

为了降低噪声对人体脉搏信号的干扰、提高采集精度,提出了一种改进的滤波算法。从脉搏信号及其噪声特点出发,采用与经验模态分解法结合的方法,选择适当的小波基并改进小波阈值函数,构造模态系数对脉搏信号进行滤波。经过理论分析与实验... 详细信息

为了降低噪声对人体脉搏信号的干扰、提高采集精度,提出了一种改进的滤波算法。从脉搏信号及其噪声特点出发,采用与经验模态分解法结合的方法,选择适当的小波基并改进小波阈值函数,构造模态系数对脉搏信号进行滤波。经过理论分析与实验验证,取得了理想的实验数据。结果表明,改进的阈值算法不仅克服了软、硬阈值的局限性,并能有效克服傅里叶变换后产生的边缘效应问题;同时,与经验模态分解法相结合,削弱了低频噪声滤除的误差,增强了小波变换的自适应性,较传统的滤波方法能更好地抑制噪声,有助于提高信噪比。

关键词：信号处理脉搏信号小波变换经验模态分解模态系数

基于鲸鱼优化算法的VMD-NLM脉搏信号滤波算法研究

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上海理工大学学报 2022年第6期44卷 553-561页

作者：杨海马陈嘉慈徐笑寒李福凤宋智超金焱上海理工大学光电信息与计算机工程学院上海200093 上海中医药大学基础医学院上海201203

针对采集到的脉搏波信号中存在基线漂移和高频噪声等干扰,导致后续病理研究分析困难、测量精度相对较差的问题,提出了一种改进的变分模态分解和非局部均值降噪结合的滤波算法。针对变分模态参数选取不同对结果存在不同影响的问题,采取... 详细信息

针对采集到的脉搏波信号中存在基线漂移和高频噪声等干扰,导致后续病理研究分析困难、测量精度相对较差的问题,提出了一种改进的变分模态分解和非局部均值降噪结合的滤波算法。针对变分模态参数选取不同对结果存在不同影响的问题,采取鲸鱼优化算法自适应选取合适的参数,并根据排列熵结果筛选模态分量,对噪声分量进行非局部均值滤波,最后将信号重构,实现对脉搏波信号的噪声去除。实验结果表明:含噪信号经过改善后的滤波算法处理后,其信噪比与均方根误差均优于其他降噪方法,证明该算法能够有效地滤除信号的噪声,有助于脉搏波的分析处理。

关键词：脉搏信号鲸鱼优化算法变分模态分解排列熵非局部均值滤波

基于时空解析建模的脉搏信号量化分析方法研究

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生物医学工程学杂志 2020年第1期37卷 61-70,79页

作者：丑永新张爱华刘继承林家骏黄旭峰常熟理工学院电气与自动化工程学院江苏苏州215500 兰州理工大学电气工程与信息工程学院兰州730050 华东理工大学信息科学与工程学院上海200237 华东理工常熟研究院有限公司江苏苏州215500

为实现脉搏信号形态和周期的量化分析,本研究提出一种脉搏信号时空解析建模及量化分析方法。首先,根据脉搏信号的形成机理,将脉搏周期和基线引入脉搏解析模型,得到时空解析模型表达式及12个参数,用于脉搏波的量化描述。然后,提出了基于... 详细信息

为实现脉搏信号形态和周期的量化分析,本研究提出一种脉搏信号时空解析建模及量化分析方法。首先,根据脉搏信号的形成机理,将脉搏周期和基线引入脉搏解析模型,得到时空解析模型表达式及12个参数,用于脉搏波的量化描述。然后,提出了基于实际脉搏信号的模型参数估计流程,给出参数估计的优化方法、约束条件和边界条件。将所提出的时空解析建模方法用于国际标准生理信号开源数据库(PhysioNet)幻想曲(Fantasia)子库中的健康人脉搏波,从解析模型中可以得到一些年龄和性别因素引起的人体心脏搏动节律和血流动力学变化。以提取的模型参数为输入,采用随机森林、概率神经网络等机器学习方法对脉搏波按照年龄和性别进行分类,结果表明随机森林法分类效果最好,Kappa系数达到98%以上。本研究提出的时空解析建模方法可有效地对脉搏信号进行量化分析,为脉搏信号相关的应用研究提供了理论基础和技术框架。

关键词：脉搏信号时空解析建模脉搏周期脉搏波形量化分析

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脉搏信号相干检测方法的实验研究

现代电子技术 2015年第16期38卷 118-121页

作者：肖婷婷高福斌田小建吉林大学电子科学与工程学院吉林长春130012

脉搏信号是评估人体健康状况的一个重要因素。由于脉搏信号频率低、幅值小,常常被淹没在噪声内,为了提取脉搏信号,需要对信号进行去噪处理,因此采用相干检测实现去除噪声,通过对采集到的脉搏信号进行处理,得到了良好的输出波形。针对脉... 详细信息

脉搏信号是评估人体健康状况的一个重要因素。由于脉搏信号频率低、幅值小,常常被淹没在噪声内,为了提取脉搏信号,需要对信号进行去噪处理,因此采用相干检测实现去除噪声,通过对采集到的脉搏信号进行处理,得到了良好的输出波形。针对脉搏信号的特点,给出了实际可行的电路和测试方法。由实验结果可知,该系统具有良好的测量稳定性。

关键词：脉搏信号相干检测传感器人体健康评估

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基于小波模极大值的脉搏信号特征点识别方法

计算机工程 2019年第11期45卷 287-297页

作者：傅之越张睿李福凤复旦大学软件学院上海201203 上海中医药大学基础医学院上海201203

传统的脉搏信号时域特征点识别方法未考虑脉搏形态的多样性,缺乏与脉搏波形成机制之间的联系,从而限制了其识别准确性。为此,引入小波变换模极大值曲线及其奇异点检测理论,结合脉搏波形成机制和脉搏特征点释义,提出一种脉搏时域特征点... 详细信息

传统的脉搏信号时域特征点识别方法未考虑脉搏形态的多样性,缺乏与脉搏波形成机制之间的联系,从而限制了其识别准确性。为此,引入小波变换模极大值曲线及其奇异点检测理论,结合脉搏波形成机制和脉搏特征点释义,提出一种脉搏时域特征点识别方法。运用小波变换模极大值曲线检测脉搏信号中的奇异点,根据奇异点的性质与位置关系,确定各时域特征点所在的位置范围,利用差分法确定各个时域特征点的位置。实验结果表明,该方法不仅能避免脉搏频率不稳定性对特征点识别的干扰,而且能适应脉搏形态的多样性,其时域特征点识别准确率优于滑动窗口法、香农包络线法以及经验划分法。

关键词：脉搏信号时域特征点小波模极大值上升支下降支奇异点检测