【正文】 ............................................................. 16 計算脈搏周期 ........................................................................................ 18 潮波和重搏波的提取 .............................................................................. 20 濾波前后頻譜圖對比 ........................................................................................... 20 脈搏信號頻域特征提取 ....................................................................................... 22 第四章 結(jié)論 ...................................................................................錯誤 !未定義書簽。 （ 3） 最后通過 matlab 對其進行濾波處理消除噪聲干擾，得到正確脈搏信號。因此脈搏信號的處理和分析在醫(yī)學(xué)界受到了廣泛的關(guān)注和重視。隨著電子技術(shù)與計算機技術(shù)的快速發(fā)展 ,將人體脈搏信號轉(zhuǎn)化為電信號進行處理與分析 ,實現(xiàn)智能化的脈搏檢測與分析技術(shù) ,已是生物醫(yī)學(xué)工程范疇的發(fā)展目標(biāo)。 （ 4） 處理后發(fā)現(xiàn)了脈搏信號可以反映人體的生理特性。 第五章 謝辭 ...................................................................................錯誤 !未定義書簽。 自從 1775 年以來 ,一位來自瑞士的數(shù)學(xué)家尤拉 ,他初次定量的從流體力學(xué)的角度鉆研過人體脈搏信號的傳播規(guī)律。在此基礎(chǔ)上討論了動脈脈搏流的傳播規(guī)律。于是就又有很多學(xué)者轉(zhuǎn)向?qū)γ}搏信號進行波形方面的分析 ,并取得了很大的成果。本文通過 Matlab 編程實現(xiàn)對采集到的脈搏數(shù)據(jù)信號直接處理 ,可快速、準(zhǔn)確地獲得脈搏信號的特征。 相比 IIR， FIR 數(shù)字 濾波器卻能夠 得到 相對 嚴(yán)格的線性相位， 但是如果想要取得很高的選擇性， FIR 卻 只能用較高的階數(shù)； 要實現(xiàn) 同樣的濾波器 性能 指標(biāo)， FIR 數(shù)字 濾波器所 需要 的階數(shù) 能夠比 IIR 數(shù)字 濾波器高 510 倍， 這樣看來 成本 就會非常的 高， 而且 信號 的 延時也很 大 。 設(shè)計濾波器時要根據(jù)實際情況去考慮相位失真和截止特性的要求。 （ 2） ChebyshevⅠ 型 數(shù)字濾波器設(shè)計： 調(diào)用格式： [N,Wn]=cheb1ord(Wp,Ws,Rp,Rs)； [b,a] = cheby1(N,Rp,Wn,39。) ； （ 4）橢圓濾波器設(shè)計： [N,Wn]=ellipord(Wp,Ws,Rp,Rs)； [b,a] =ellip(N,Rp,Rs,Wp)； 在 MatLab 的幫助文檔總又以上幾種濾波器的具體使用方法，必要時可以去查閱。 ChebysheveⅡ高通濾波器的參數(shù)Wp=(fs/2)， Ws=(fs/2)， Rp=， Rs=20。 特別說明，本文采用的信號采集系統(tǒng)基本上不存在這個固定 50Hz 的工作頻率干擾，因此可以省略 ChebysheveⅡ帶阻濾波器。 第三章 信號分析 信號去噪處理 如圖 ： 圖 采集到的脈搏原始信號 明顯能看出該信號具有一定的噪聲干擾，所以想要對這段脈搏信號做出比較準(zhǔn)確的分析，就必須對其進行必要的濾波處理。 設(shè)計濾波器及去噪程序代碼： %ChebysheveII 高通型濾波器設(shè)計 。 ws=(fs/2)。 rs=20。s39。 xlabel(39。幅度 39。)。 figure。)。 ylabel(39。 %ChebysheveII 型帶阻濾波器設(shè)計 。 ws2=[49,51]/(fs/2)。 rs2=40。s39。 xlabel(39。幅度 39。)。 figure。)。 ylabel(39。 %Butterworth 低通濾波器設(shè)計 。 ws3=80/(fs/2)。 rs3=20。 [H3,W3]=freqz(num3,den3)。Butterworth 低通濾波器幅頻響應(yīng) 39。)。 grid on。 plot(x3)。 xlabel(39。幅度 39。AB段為脈搏波的升支（上升沿） , BG 段為脈搏波的降支（下降沿）。 (1) 閾值法 這里我們假設(shè)脈搏波信號為 x(n) , 然后設(shè)定一個閾值，經(jīng)過我的調(diào)查發(fā)現(xiàn)大部分學(xué)者認(rèn)為雖然每個脈搏波的波峰會有所波動，但是它們總是波動于一個固定的范圍內(nèi)，基本上不會超 過最大的波形高度的 倍，我們?nèi)嶋H高度的 倍為參考閾值。 (2) 自適應(yīng)的算術(shù)平均算法 還是假設(shè)我們的脈搏信號的采集結(jié)果是 x(n),然后在 x(n)中我們?nèi)〕鲞B續(xù)的脈搏信號的 N個采樣值點并求出這些點的算術(shù)平均值 ,把這個平均值當(dāng)作該 N個采樣點的取值代表。 極值法提取脈搏時域信號 (1) 極值法的基本思想 根據(jù)上面的兩種脈搏波特征提取算法的優(yōu)缺點 ,容易看出如果要提取出脈搏波的特征信息 ,其實就是求出脈搏信號的極 值點。 步驟 3兩個 主波峰之間的差值就是脈搏信號的周期 T（根據(jù)該周期即可算出脈率P = 60 / T） 。 圖 脈搏極大值點的提取流程 計算脈搏周期 假設(shè)脈搏信號的極大值點為數(shù)組 x(i)，遍歷整個 x(i)找出脈搏信號的峰值。 我們把脈搏主波峰之間相隔的最少采樣點個數(shù)定義為最小間距 D,也就是相鄰的脈搏周期之間的最小采樣點的個數(shù)。去掉噪聲點后就可以相對準(zhǔn)確地提取所需的脈搏信號的特征。 實際上潮波和重博波是脈搏信號中極大值點把主波峰去除后的最大值點和次大值點。 plot((N/2:N/21)*fs/N,abs(fftshift(fft(x,N)))*2/N) %繪制信號的頻譜，橫軸對應(yīng)實際頻率 xlabel(39。幅度 39。)。 Welch 法可以有效減小方差和偏差，它采用加窗交疊求出功率譜。因此我們選擇 Hanning 窗。 noverlap 為重疊點數(shù) 。 F為為得到的頻率點 。 Nfft=512。 fs=1000。 Pxx=10*log10(p)。頻率 (Hz)39。)。 grid on。人體循環(huán)系統(tǒng)由心臟、血管、血液所組成，負(fù)責(zé)人體 氧氣 、二氧化碳、養(yǎng)分及廢物的運送。 數(shù)字信號處理，簡稱 DSP，是面向電子信息學(xué)科的專業(yè)基礎(chǔ)課，它的基本概念、基本分析方法已經(jīng)滲透到了 信息與通信工程 ，電路與系統(tǒng)，集成電路工程，生物醫(yī)學(xué)工程，物理電子學(xué)，導(dǎo)航、制導(dǎo)與控制，電磁場與微波技術(shù)，水聲工程，電氣工程，動力工程， 航空工程 ， 環(huán)境工程 等領(lǐng)域。 PulseSensor 是一款開源硬件，目前國外官網(wǎng)上已有其對應(yīng)的 Andrino 程序和上位機 Processing 程序，其適用于心率方面的科學(xué)研究和教學(xué)演示，也非常適合于二次開發(fā)。而光電容積法脈搏測量作為監(jiān)護測量中普遍的方法之一，其具有方法簡單、佩戴方便、可靠性高等特點。當(dāng)光束透過人體外周血管，由于動脈搏動充血使其容積變化，然后導(dǎo)致這束光的透光率發(fā)生變化，此時由光電轉(zhuǎn)換器接收經(jīng)人體組織反射的光線，將光線轉(zhuǎn)換為電信號并將其放大和輸出。此外，由于脈搏信號的頻帶一般在 之間，信號幅度都很小，一般都是毫伏級的水平，容易受到各種的信號干擾。 Arduino 單片機介紹 單片機實物圖如下： Arduino 是源自意大利的一個開放源代碼的硬件項目平臺，該平臺包括一塊具備簡單 I/O功能的電路板以及一套程序開發(fā)環(huán)境軟件。 按照以下電路圖連接實物圖： 圖中用 R2 器替代脈搏信號傳感器。//輸出串口數(shù)值 delayMicroseconds(1000)。 主程序： void setup() { (115200)。 Arduino 有 A0A5 共計 6 個模擬接口，這 6