專利名稱：一種人體波形中的特征參數(shù)的提取方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及信號處理領(lǐng)域，特別涉及
體波形中的特征參數(shù)自動提取的方法。
種利用計算機技術(shù)、信號處理技術(shù)實現(xiàn)人
背景技術(shù)：
中醫(yī)脈診通常的做法是中醫(yī)師用手指觸壓患者寸口撓動脈處寸、關(guān)、尺三個部位，通過手指施加浮、中、沉等不同的壓力來感受患者脈搏波的變化。對應(yīng)于浮、中、沉等壓力而產(chǎn)生的一系列的包含了脈搏的浮沉、強弱、趨勢、形狀、寬度和節(jié)律等等信息的脈搏波，這種包含脈搏信息的脈搏波也被稱之為脈象。傳統(tǒng)中醫(yī)學在脈診時有很大的主觀性，診斷過程難以再現(xiàn)和學習。為了克服傳統(tǒng)中醫(yī)脈診的這一缺點，許多中醫(yī)領(lǐng)域的研究工作者在脈診的客觀化方面做出了不懈的努力。隨著傳感器和計算機信號處理技術(shù)的不斷進步，現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)出現(xiàn)了多種用于采集原始脈搏數(shù)據(jù)的脈搏采集裝置，如上海中醫(yī)藥大學中醫(yī)診斷教研室研制的ZM-III型智能脈象儀、中科院計算所無線傳感器實驗室研制的EZP210-M1脈搏采集器(專利申請?zhí)枮?00710120659)，上述的脈搏采集裝置能夠?qū)⑷梭w脈搏的跳動用波形數(shù)據(jù)的方式表示出來，進而在所得到的波形數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上進行特征參數(shù)的提取和檢測的研究。通過對腕部動脈脈搏波波形數(shù)據(jù)的研究，不僅可以知道心臟周期性地收縮和舒張時的變化，還可以了解人體其他部位的病理狀態(tài)。 要研究脈搏的波形數(shù)據(jù)，首先要實現(xiàn)對脈搏波形數(shù)據(jù)中特征參數(shù)點的提取。以腕部動脈脈搏波波形數(shù)據(jù)為例，在腕部動脈脈搏波的一個完整波形中，如圖1所示，包括有以下用來反映人的生理信息和各種病癥的特征參數(shù)點波形起始點、脈搏波峰值點、重搏前波峰值點、降中峽和重搏波峰值點。上述特征參數(shù)點已被中醫(yī)脈象研究領(lǐng)域所公認，其中的波形起始點是心室完全舒張時對應(yīng)的波形點，也是一個完整脈搏波波形周期的最低點；脈搏波峰值點是主波峰的位置，主要反映左心室的射血功能和大動脈順應(yīng)性；重搏前波峰值點為重搏前波峰頂位置，主要反映動脈血管彈性和外周阻力狀態(tài)；降中峽即降中峽谷底對應(yīng)的波形點，其高度與舒張壓相關(guān)；重搏波峰值點是重搏波峰頂對應(yīng)的點，其幅值主要反映大動脈的彈性和主動脈瓣功能情況。從脈搏波形數(shù)據(jù)中得到相關(guān)的特征參數(shù)點后，就可以對這些特征參數(shù)點做進一步的研究，如進行各種變換、做統(tǒng)計學分析或?qū)崿F(xiàn)機器學習分類，從而得到一些重要規(guī)律，所得到的規(guī)律在臨床診斷或傳統(tǒng)中醫(yī)診脈的理論研究中都有重要的作用。
現(xiàn)有技術(shù)中，著重在于對包括特征參數(shù)點在內(nèi)的脈搏波形數(shù)據(jù)的使用與研究，如利用特征參數(shù)點計算基于脈搏波波圖面積的K值從而產(chǎn)生一些更重要的衍生特征參數(shù)，卻缺少如何從脈搏波形數(shù)據(jù)中精確提取特征參數(shù)點的相關(guān)方法，使得相關(guān)領(lǐng)域中的技術(shù)人員只能采用標尺手工測量等人工方法。這樣做不僅操作繁瑣，而且準確率低，為根據(jù)特征參數(shù)點所做的后續(xù)研究帶來了隱患。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)無法對脈搏波波形中的特征參數(shù)點的精確提取的
4缺陷，從而提供一種準確率高、易操作的波形特征參數(shù)提取方法及相應(yīng)的提取裝置。 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種人體波形中的特征參數(shù)的提取方法，包
括 步驟1)、在原始波形上通過n/m滑窗邏輯法查找波形周期內(nèi)的波形峰值點；
步驟2)、在所得到的波峰值點向前的一定時間間隔內(nèi)查找波形最低的點，從而得到波形起始點。
上述技術(shù)方案中，還包括 步驟3)、對原始波形做一階差分和二階差分操作； 步驟4)、利用所述二階差分的結(jié)果波形從所述原始波形圖中找到降中峽與重搏波峰值點，利用所述一階差分和二階差分的結(jié)果波形從所述原始波形圖中找到重搏前波峰值點。 上述技術(shù)方案中，在所述的步驟1)前，對原始波形采用平滑濾波法做平滑濾波，
去除原始波形中的毛剌和噪聲。 上述技術(shù)方案中，所述的步驟4)包括 步驟4-1)、以所述波形起始點所對應(yīng)的時間點作為一階差分和二階差分操作所得到的波形的起始點； 步驟4-2)、在二階差分所得到的波形中，從步驟4-l)所得到的起始點開始，取第三峰的峰頂，該位置所對應(yīng)的時間點在脈搏圖上為降中峽的時間點，從而得到所述的降中峽； 步驟4-3)、在二階差分所得到的波形中，從步驟4-l)所得到的起始點開始，取第三峰后的波谷，該位置所對應(yīng)的時間點在脈搏圖上為重搏波峰值點的時間點，從而得到所述的重搏波峰值點； 步驟4-4)、在一階差分所得到的波形中，從步驟4-l)所得到的起點開始，取第二峰的峰頂，設(shè)該位置所對應(yīng)的時間點為^ ;在二階差分所得到的波形中，從步驟4-l)所得到的起點開始，取第二峰后的波谷，設(shè)該位置所對應(yīng)的時間點為^，「(t,+y/2"l時刻在脈搏
圖上為重搏前波峰值點的時間點，從而得到所述的重搏前波峰值點。 上述技術(shù)方案中，所述的步驟1)包括 步驟1-1)、從表示原始波形的序列中找出備選點集合； 步驟1-2)、采用3/5滑窗邏輯從步驟1-1)所得到的備選點集合中找到上升趨勢中符合3/5滑窗邏輯的備選波峰點； 步驟1-3)、用2/3滑窗邏輯在下降趨勢中從步驟1-2)所得到的備選波峰點中確定波形中的最高點，從而得到所述的波形峰值點。 上述技術(shù)方案中，還包括在得到包括波形峰值點、波形起始點、降中峽、重搏波峰
值點、重搏前波峰值點在內(nèi)的特征參數(shù)點后，對所述的特征參數(shù)點進行校正。 上述技術(shù)方案中，所述的平滑濾波法采用N次-兩點平滑濾波法或單次-四點平
滑濾波法。 上述技術(shù)方案中，還包括對平滑濾波所得到的波形做去直流分量的處理。 本發(fā)明還提供了一種波形特征參數(shù)的提取裝置，包括波形峰值點提取模塊以及波
形起始點提取模塊；其中，
5
所述的波形峰值點提取模塊用于在由外部設(shè)備所得到的原始波形上通過n/m滑窗邏輯法查找波形周期內(nèi)的波形峰值點； 所述的波形起始點提取模塊用于在所得到的波峰值點的向前的一定時間間隔內(nèi)查找波形最低的點，從而得到波形起始點。 上述技術(shù)方案中，還包括差分操作模塊、降中峽提取模塊、重搏波峰值點提取模塊以及重搏前波峰值點提取模塊；其中， 所述的差分操作模塊對原始波形做一階差分和二階差分操作； 所述的降中峽提取模塊用于在二階差分所得到的波形中，從起始點開始，取第三峰的峰頂，該位置所對應(yīng)的時間點在脈搏圖上為降中峽的時間點，從而得到所述的降中峽； 所述的重搏波峰值點提取模塊用于在二階差分所得到的波形中，從起始點開始，取第三峰后的波谷，該位置所對應(yīng)的時間點在脈搏圖上為重搏波峰值點的時間點，從而得到所述的重搏波峰值點； 所述的重搏前波峰值點提取模塊用于在一階差分所得到的波形中，從起點開始，取第二峰的峰頂，設(shè)該位置所對應(yīng)的時間點為^ ;在二階差分所得到的波形中，從起點開始，取第二峰后的波谷，設(shè)該位置所對應(yīng)的時間點為^，「(t,+t》/2，時刻在脈搏圖上為重搏
前波峰值點的時間點，從而得到所述的重搏前波峰值點。 上述技術(shù)方案中，還包括平滑濾波模塊，所述的平滑濾波模塊用于對原始波形做
平滑濾波，去除原始波形中的毛剌和噪聲。 本發(fā)明的優(yōu)點在于 1、本發(fā)明的特征參數(shù)提取方法在計算機上實現(xiàn)了對波形中特征參數(shù)的提取，與現(xiàn)
有操作中常見的人工方法相比，顯然具有準確率高，標識結(jié)果可靠的優(yōu)點。 2、本發(fā)明的特征參數(shù)提取方法的算法復雜度低，運算速度快，使得它不僅能用于
臺式機或服務(wù)器，也能針對傳感器節(jié)點資源不足的特點，特別適合在便攜脈診儀器上使用。 3、本發(fā)明在實現(xiàn)過程中，使用方便、不需要復雜的操作和設(shè)置，具有應(yīng)用范圍廣、
操作簡便的優(yōu)點。 4、本發(fā)明的方法不僅能夠用于對脈搏波中相關(guān)特征參數(shù)的提取，也能夠?qū)δX電波、心電波等多種波形中特征參數(shù)的提取，具有適用范圍廣的優(yōu)點。


圖1為人體脈搏波中的五個特征參數(shù)點的示意圖； 圖2為在本發(fā)明的一個實施例中EZP210-M1脈搏采集裝置所得到的數(shù)據(jù)的示意圖； 圖3為本發(fā)明的方法在一個實施例中的實現(xiàn)流程圖； 圖4為采用本發(fā)明的方法在一個實施例中所提取的特征參數(shù)點的示意圖； 圖5為在本發(fā)明的一個實施例中所涉及的脈搏波在經(jīng)過N次_兩點平滑濾波法做
平滑濾波前后的效果對比圖； 圖6為將沒有經(jīng)過預處理的脈搏波提取特征參數(shù)點的結(jié)果與經(jīng)過預處理的脈搏波提取特征參數(shù)點的結(jié)果進行比較的示意圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖和具體實施方式
，對本發(fā)明做進一步說明。 在本發(fā)明的一個實施例中，以EZP210-M1脈搏采集裝置所獲得的關(guān)部脈搏波數(shù)據(jù) 為例，對如何實現(xiàn)關(guān)部脈搏波數(shù)據(jù)中特征參數(shù)點的提取加以說明。 假設(shè)從EZP210-M1脈搏采集裝置所得到的數(shù)據(jù)如圖2所示，包括有測量過程中的 某一時刻(即時域值)以及在該時刻的脈搏壓數(shù)值(即測量值)。通過上述的數(shù)據(jù)，可以得 到相關(guān)的脈搏波波形。本發(fā)明要在對應(yīng)的波形中找到波形起始點、脈搏波峰值點、重搏前波 峰值點、降中峽和重搏波峰值點等特征參數(shù)點。參考圖3，下面對上述特征參數(shù)點如何獲取 分別加以說明。 首先要獲取波形中的波形起始點和脈搏波峰值點。在本實施例中，用一個脈搏波 序列表示一段時間內(nèi)的脈搏波波形數(shù)據(jù)，該序列用諷，4，. . . ，HJ表示，其中的L為采樣時 長。從這個脈搏波序列中可以找到脈搏波峰值點的備選點集合，在設(shè)定一個閾值S后，脈 搏波峰值點的備選點集合VTp可通過以下公式獲取，其中閾值S在本實施例中取值為100:
VTp ={H, |Hi > e[H,，H2,…,HL〗〉 在得到備選點集合后，可以采用n/m滑窗邏輯法來判斷備選點中的哪一個點是脈 搏波峰值點。所述的n/m滑窗邏輯法用于判斷波形中上升和下降的趨勢，滑窗長度為m個 邏輯值，其中若有n個邏輯值為1時表示滿足判定條件。在n/m滑窗邏輯法中還涉及到了 兩個閾值a、 P，其中的a是上升幅度閾值，當Hn-Hn—工> a時，滑窗中相應(yīng)位置邏輯值為 l，否則為O;P是下降幅度閾值，當Hm-Hm—工> 13時，滑窗中相應(yīng)位置邏輯為1，否則為0。本 方法先用3/5滑窗邏輯找到上升趨勢中備選的波峰點，然后用2/3滑窗邏輯在下降趨勢中 來最后確定波形中唯一的峰值點。此處所得到的波形中唯一的峰值點就是所要獲取的脈搏 波峰值點。 在得到脈搏波峰值點后，就可以對波形起始點進行查找。從生理學上可以知道，在 一個脈搏跳動周期內(nèi)，當心室完全舒張時腕部脈搏波的壓值最低，體現(xiàn)在波形中就是幅值 最低點。因此，波形起始點應(yīng)該就是一個完整脈搏波波形內(nèi)的最低點。所以要求取波形起 始點，可以首先設(shè)定一個時間方面的閾值t ，同時找到脈搏波峰值點所對應(yīng)的時間點t，則 [t-t， t]時間間隔內(nèi)的采樣點就是當前脈搏波波形起點的備選集合，從中找出最低點，得 到該周期內(nèi)脈搏波的波形最低的時間點Ts，將所得到的時間點在波形圖上做對應(yīng)操作，就 可以得到波形起始點{TS，H(TS)}。 在得到波形起始點和脈搏波峰值點的基礎(chǔ)上，可以進一步得到重搏前波峰值點、 降中峽和重搏波峰值點。在本發(fā)明中，對這三種特征參數(shù)點的獲取是在對原始的脈搏波做 一階差分和二階差分的基礎(chǔ)上實現(xiàn)的。在前文中已經(jīng)提到，在本實施例中，用{&， H2，...， HJ表示原始的脈搏序列，對該序列做一階差分后得到
力(n) = H (n) _H (n_l) 2 < n < L
^(1) =0 在一階差分的基礎(chǔ)上再做二階差分，二階差分的結(jié)果如下
2H (n) = 'H (n)」H (n_l) 3 < n < L
2H(1) = 0，2H(2) = 0
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由一階差分和二階差分的結(jié)果可以得到相應(yīng)的波形，將前述所得到的波形起始點 和脈搏波峰值點在一階差分波形和二階差分波形所對應(yīng)的時間點上做標注，以波形起始點 的時間點Ts為一階差分波形和二階差分波形的起始點。然后在二階差分波形中，從起始點 開始，取第三峰的峰頂，該位置所對應(yīng)的時間點在脈搏圖上即為降中峽的時間點Tj。類似 的，在2階差分波形中，從起點開始，取第三峰后的波谷，該位置所對應(yīng)的時間點在脈搏圖 上即為重博波峰值點的時間點Td。在一階差分波形中，從起點開始，取第二峰的峰頂，設(shè)該 位置所對應(yīng)的時間點為^ ;在二階差分波形中，從起點開始，取第二峰后的波谷，設(shè)該位置 所對應(yīng)的時間點為^，則取「(t,+")/2，時刻的位置即為重搏前波峰值點的時間點Tb，其中
的"「，"表示取整操作。在上述時間點的基礎(chǔ)上，可以得到對應(yīng)的特征參數(shù)點，包括降中峽 (Tj，H(TjM、重搏波峰值點{Td，H(Td)}以及重搏前波峰值點{Tb，H(Tb)}。
在得到上述的各個特征參數(shù)點后，可以對所得到的特征參數(shù)點做一定程度的驗 證，如對所獲得的各個特征參數(shù)點所對應(yīng)的時間點進行檢查，從物理意義上講應(yīng)該滿足TS < Tp < Tb < Tj < Td，如不滿足說明此脈搏波無效，應(yīng)予刪除。 由于噪聲干擾，以上所提取的5個特征參數(shù)點可能會存在一定偏差，為了提高特 征參數(shù)點提取的準確性，還可以在提取結(jié)果的基礎(chǔ)上做進一步的校正。在校正過程中，設(shè)
定閾值e ，在[Ts- e ， Ts+ e ]區(qū)間內(nèi)，取脈搏波的最低點作為更新后的脈搏波起點Ts ;在 [tp- e ，tp+ e ]區(qū)間內(nèi)，取脈搏波的最高點作為更新后的脈搏波主峰點tp ;在[tb- e ，tb+ e ] 區(qū)間內(nèi)，取脈搏波的最高點作為更新后的重搏前波點Tb ;在[Tj- e ， Tj+ e ]區(qū)間內(nèi)，取脈搏 波的最低點作為更新后的降中峽點Tj ;在[Td- e ，Td+ e ]區(qū)間內(nèi)，取脈搏波的最高點作為更 新后的重搏波點Td。 在圖4中給出了利用上述實施例中的方法所提取的各個特征參數(shù)點的實例，在圖
中用口表示波形起始點、O表示脈搏波峰值點、米表示重搏前波峰值點、x表示降中峽、+表
示重搏波峰值點。從圖中可以看出，上述實施例中的方法能夠滿足本發(fā)明的需要。 通過本發(fā)明的上述方法可以實現(xiàn)對脈搏波特征參數(shù)的提取，可以在一定程度上滿 足用戶的需求。但為了得到更高的識別準確率，本發(fā)明還提供了一個效果更佳的實施例。該 實施例與前一實施例相比，在對原始脈搏波提取特征參數(shù)點之前，對原始脈搏波作了預處 理，以降低脈搏數(shù)據(jù)在采集過程中由于外界因素的干擾，如輕微震動、儀器漏氣等，所產(chǎn)生 的噪聲，避免由于噪聲而影響脈搏波特征參數(shù)點的標識效果。 在對原始脈搏波做預處理的過程中，主要是要對脈搏采集裝置所采集到的原始 脈搏波做包括去直流分量處理、標定將要提取特征的脈搏波段、對脈搏波進行低通濾波等 在內(nèi)的處理，以去除毛剌和不必要的噪聲影響。在本實施例中，上述的預處理過程采用N 次-兩點平滑濾波法(N-Two Pointsto Filter,簡稱N-TPF)實現(xiàn)。具體實現(xiàn)如下
假設(shè)由脈象采集裝置所采集的原始脈波序列為{^， Y2， ...YJ，其中的L表示采 樣時長，則設(shè)置兩點平滑濾波處理的次數(shù)N二 3，并初始化存放中間結(jié)果的脈搏波序列{&， F2， . . . ， FJ 。然后將原始脈搏波序列及每次變換后的序列依次存放在{巳，F(xiàn)2， . . . ， FJ ，在 實現(xiàn)3次平滑過濾后，將所得到的{巳，F(xiàn)2， . . . ， FJ賦值給諷，H2， . . . ， HJ 。在圖5(a)和 圖5(b)中給出了平滑濾波前后的效果圖，從圖中可以看出，平滑濾波后的波形去除了原始 脈搏波的毛剌。所得到的經(jīng)過平滑濾波的脈搏波序列可以按照前一實施例的說明，對脈搏 波序列做后續(xù)處理，以得到脈搏波中的各個特征參數(shù)點。
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為有效地去除直流分量，還可以將平滑過濾后所得到的脈搏波序列做如下操作
的去除直流分量后的脈搏波序列{&， H2， . . . ， 。 在上述實施例中，采用了 N次_兩點平滑濾波法實現(xiàn)預處理操作，在本發(fā)明的其它
實施例中，還可以用單次-四點平滑濾波法(Single-FourPoints to Filter,簡稱S-FPF)
對原始波形進行濾波與平滑處理，再對濾波與平滑處理后的結(jié)果提取特征參數(shù)點。 在圖6中，將沒有經(jīng)過預處理的脈搏波提取特征參數(shù)點的結(jié)果與經(jīng)過預處理的
脈搏波提取特征參數(shù)點的結(jié)果做了比較，其中的圖6(a)為沒有經(jīng)過預處理的脈搏波提取
特征參數(shù)點的結(jié)果，圖6(b)為經(jīng)過預處理的脈搏波提取特征參數(shù)點的結(jié)果，從圖中可以看
出，圖6(a)中第一個波形的幾個特征參數(shù)點混合在一起且與實際結(jié)果不符合，而在圖6(b)
中則很好地解決了這個問題，在圖6的后幾個波形中同樣有類似的情況。從這些結(jié)果的比
對中可以看出，經(jīng)過預處理的脈搏波所提取的特征參數(shù)點更為準確。而通過大量的實驗也
可以知道，經(jīng)過預處理的脈搏波提取特征參數(shù)點的結(jié)果準確率可以達到90%以上。 在上述實施例中對如何提取關(guān)部脈搏波波形的特征參數(shù)做了說明，從中醫(yī)學中可
以知道，脈搏波還包括寸、尺兩部，由于關(guān)部脈搏波的波形較寸、尺兩部的脈搏波更為復雜，
寸、尺兩部的脈搏波在提取特征參數(shù)點時，只需要提取前述5個特征參數(shù)點中的一部分，如
波形峰值點、波形起始點，因此，本發(fā)明的方法同樣可以應(yīng)用于通過寸、尺部位提取的脈搏
波。此外，由于與人體的其它波形相比，脈搏波的波形最為復雜，在心電圖、腦電圖中的波形
與脈搏波相比在波形結(jié)構(gòu)上更為簡單，在相關(guān)波形上所包含的特征參數(shù)點也只包括前述5
個特征參數(shù)點中的一部分，如波形峰值點、波形起始點，因此本發(fā)明的方法除了適用于對脈
搏波波形中特征參數(shù)點的提取外，還可用于其它波形的特征參數(shù)點的提取，如心電圖、腦電
圖中相應(yīng)波形的特征參數(shù)點的提取。 在上述方法的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還提供了相應(yīng)的特征參數(shù)的提取裝置，該裝置包括 波形峰值點提取模塊以及波形起始點提取模塊；其中， 所述的波形峰值點提取模塊用于在由外部設(shè)備所得到的原始波形上通過n/m滑 窗邏輯法查找波形周期內(nèi)的波形峰值點； 所述的波形起始點提取模塊用于在所得到的波峰值點的周圍查找波形最低的點， 從而得到波形起始點。 上述的特征參數(shù)提取裝置還可以包括差分操作模塊、降中峽提取模塊、重搏波峰 值點提取模塊以及重搏前波峰值點提取模塊；其中， 所述的差分操作模塊對原始波形做一階差分和二階差分操作； 所述的降中峽提取模塊用于在二階差分所得到的波形中，從起始點開始，取第三 峰的峰頂，該位置所對應(yīng)的時間點在脈搏圖上為降中峽的時間點，從而得到所述的降中 峽； 所述的重搏波峰值點提取模塊用于在二階差分所得到的波形中，從起始點開始， 取第三峰后的波谷，該位置所對應(yīng)的時間點在脈搏圖上為重搏波峰值點的時間點，從而得 到所述的重搏波峰值點； 所述的重搏前波峰值點提取模塊用于在一階差分所得到的波形中，從起點開始，
假設(shè)F = 2>,為采樣所得到的原始脈搏波序列的平均值，令
H, =Y'—Y ，
^依次類推，可得到新取第二峰的峰頂，設(shè)該位置所對應(yīng)的時間點為^ ;在二階差分所得到的波形中，從起點開 始，取第二峰后的波谷，設(shè)該位置所對應(yīng)的時間點為t2，「(t,+t2)/2]時刻在脈搏圖上為重搏
前波峰值點的時間點，從而得到所述的重搏前波峰值點。 人體波形中的特征參數(shù)的提取裝置，還包括可以平滑濾波模塊，所述的平滑濾波 模塊用于對原始波形做平滑濾波，以去除原始波形中的毛剌和噪聲。 最后所應(yīng)說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制。盡管參 照實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解，對本發(fā)明的技術(shù)方 案進行修改或者等同替換，都不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明 的權(quán)利要求范圍當中。
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權(quán)利要求
一種人體波形中的特征參數(shù)的提取方法，包括步驟1)、在原始波形上通過n/m滑窗邏輯法查找波形周期內(nèi)的波形峰值點；步驟2)、在所得到的波峰值點向前的一定時間間隔內(nèi)查找波形最低的點，從而得到波形起始點。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的人體波形中的特征參數(shù)的提取方法，其特征在于，還包括步驟3)、對原始波形做一階差分和二階差分操作；步驟4)、利用所述二階差分的結(jié)果波形從所述原始波形圖中找到降中峽與重搏波峰值點，利用所述一階差分和二階差分的結(jié)果波形從所述原始波形圖中找到重搏前波峰值點。
3 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的人體波形中的特征參數(shù)的提取方法，其特征在于，在所述的步驟1)前，對原始波形采用平滑濾波法做平滑濾波，去除原始波形中的毛剌和噪聲。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的人體波形中的特征參數(shù)的提取方法，其特征在于，所述的步驟4)包括步驟4-1)、以所述波形起始點所對應(yīng)的時間點作為一階差分和二階差分操作所得到的波形的起始點；步驟4-2)、在二階差分所得到的波形中，從步驟4-l)所得到的起始點開始，取第三峰的峰頂，該位置所對應(yīng)的時間點在脈搏圖上為降中峽的時間點，從而得到所述的降中峽；步驟4-3)、在二階差分所得到的波形中，從步驟4-1)所得到的起始點開始，取第三峰后的波谷，該位置所對應(yīng)的時間點在脈搏圖上為重搏波峰值點的時間點，從而得到所述的重搏波峰值點；步驟4-4)、在一階差分所得到的波形中，從步驟4-1)所得到的起點開始，取第二峰的峰頂，設(shè)該位置所對應(yīng)的時間點為^ ;在二階差分所得到的波形中，從步驟4-l)所得到的起點開始，取第二峰后的波谷，設(shè)該位置所對應(yīng)的時間點為^，「(、+t》/2"l時刻在脈搏圖上為重搏前波峰值點的時間點，從而得到所述的重搏前波峰值點。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的人體波形中的特征參數(shù)的提取方法，其特征在于，所述的步驟1)包括步驟1-1)、從表示原始波形的序列中找出備選點集合；步驟1-2)、采用3/5滑窗邏輯從步驟1-1)所得到的備選點集合中找到上升趨勢中符合3/5滑窗邏輯的備選波峰點；步驟1-3)、用2/3滑窗邏輯在下降趨勢中從步驟1-2)所得到的備選波峰點中確定波形中的最高點，從而得到所述的波形峰值點。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的人體波形中的特征參數(shù)的提取方法，其特征在于，還包括在得到包括波形峰值點、波形起始點、降中峽、重搏波峰值點、重搏前波峰值點在內(nèi)的特征參數(shù)點后，對所述的特征參數(shù)點進行校正。
7. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的人體波形中的特征參數(shù)的提取方法，其特征在于，所述的平滑濾波法采用N次-兩點平滑濾波法或單次_四點平滑濾波法。
8. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的人體波形中的特征參數(shù)的提取方法，其特征在于，還包括對平滑濾波所得到的波形做去直流分量的處理。
9. 一種人體波形中的特征參數(shù)的提取裝置，其特征在于，包括波形峰值點提取模塊以及波形起始點提取模塊；其中，所述的波形峰值點提取模塊用于在由外部設(shè)備所得到的原始波形上通過n/m滑窗邏輯法查找波形周期內(nèi)的波形峰值點；所述的波形起始點提取模塊用于在所得到的波峰值點的向前的一定時間間隔內(nèi)查找波形最低的點，從而得到波形起始點。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的人體波形中的特征參數(shù)的提取裝置，其特征在于，還包括差分操作模塊、降中峽提取模塊、重搏波峰值點提取模塊以及重搏前波峰值點提取模塊；其中，所述的差分操作模塊對原始波形做一階差分和二階差分操作；所述的降中峽提取模塊用于在二階差分所得到的波形中，從起始點開始，取第三峰的峰頂，該位置所對應(yīng)的時間點在脈搏圖上為降中峽的時間點，從而得到所述的降中峽；所述的重搏波峰值點提取模塊用于在二階差分所得到的波形中，從起始點開始，取第三峰后的波谷，該位置所對應(yīng)的時間點在脈搏圖上為重搏波峰值點的時間點，從而得到所述的重搏波峰值點；所述的重搏前波峰值點提取模塊用于在一階差分所得到的波形中，從起點開始，取第二峰的峰頂，設(shè)該位置所對應(yīng)的時間點為、；在二階差分所得到的波形中，從起點開始，取第二峰后的波谷，設(shè)該位置所對應(yīng)的時間點為^，「(、+y/2"l時刻在脈搏圖上為重搏前波峰值點的時間點，從而得到所述的重搏前波峰值點。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的人體波形中的特征參數(shù)的提取裝置，其特征在于，還包括平滑濾波模塊，所述的平滑濾波模塊用于對原始波形做平滑濾波，去除原始波形中的毛剌和噪聲。
全文摘要
本發(fā)明提供一種人體波形中的特征參數(shù)的提取方法，包括在原始波形上通過n/m滑窗邏輯法查找波形周期內(nèi)的波形峰值點；在所得到的波峰值點的周圍查找波形最低的點，從而得到波形起始點；還包括對原始波形做一階差分和二階差分操作；利用二階差分的結(jié)果波形從原始波形圖中找到降中峽與重搏波峰值點，利用所述一階差分和二階差分的結(jié)果波形從原始波形圖中找到重搏前波峰值點。本發(fā)明還包括采用N次-兩點平滑濾波法對原始波形做平滑濾波。本發(fā)明的特征參數(shù)提取方法在計算機上實現(xiàn)了對波形中特征參數(shù)的提取，與現(xiàn)有操作中常見的人工方法相比，顯然具有準確率高，標識結(jié)果可靠的優(yōu)點。
文檔編號A61B5/00GK101732033SQ20081022571
公開日2010年6月16日 申請日期2008年11月7日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月7日
發(fā)明者宮繼兵, 崔莉, 張磊, 王睿, 陸世龍 申請人:中國科學院計算技術(shù)研究所