一种呼吸率提取方法及装置与流程

技术特征：

1.一种呼吸率提取方法，其特征在于，包括：

获取原始心电信号，并对所述原始心电信号进行工频陷波后得到待处理心电信号；

对所述待处理心电信号进行卡尔曼滤波，提取得到第一呼吸信号，并根据所述第一呼吸信号计算得到当前时刻的第一呼吸率；

对所述待处理心电信号进行小波变换得到第二呼吸信号，并根据所述第二呼吸信号计算得到当前时刻的第二呼吸率；

基于在卡尔曼滤波过程中生成的卡尔曼残差，计算得到与所述第一呼吸信号对应的第一权重因子；

基于信号质量指数，对所述第二呼吸信号进行分析，得到与所述第二呼吸信号对应的第二权重因子；

根据所述第一呼吸率、第一权重因子、第二呼吸率及第二权重因子，计算得到当前时刻的呼吸率。

2.根据权利要求1所述的呼吸率提取方法，其特征在于，在对所述待处理心电信号进行小波变换得到第二呼吸信号之前，还包括：

对所述待处理心电信号进行降采样。

3.根据权利要求1所述的呼吸率提取方法，其特征在于，所述对所述待处理心电信号进行卡尔曼滤波，提取得到第一呼吸信号，并根据所述第一呼吸信号计算得到当前时刻的第一呼吸率具体为：

对所述待处理心电数据进行卡尔曼滤波，提取得到第一呼吸信号；

从所述第一呼吸信号中提取最近生成的两个波峰之间的时间间隔；

根据所述时间间隔进行采样率换算得到当前时刻的第一呼吸率。

4.根据权利要求1所述的呼吸率提取方法，其特征在于，所述第一权重因子通过对进行归一化获得，其中，为卡尔曼残差，K_k为所述卡尔曼残差的增益系数。

5.根据权利要求1所述的呼吸率提取方法，其特征在于，所述对所述待处理心电信号进行小波变换得到第二呼吸信号，并根据所述第二呼吸信号计算得到当前时刻的第二呼吸率具体为：

根据香农-奈奎斯特采样原理及所述待处理心电信号的采样频率进行频段分层，计算得到每层的频率范围；

依据所述频段分层中每层的频率范围及预置的通带频率确定小波分解和重构所需的层数；

根据与所述小波分解所需的层数及预先选择的母小波进行信号分解，得到按频段划分的多层波形；

根据与所述小波重构所需的层数对应的系数及分解得到的所述多层波形进行信号重构，得到第二呼吸信号；

从所述第二呼吸信号中提取最近生成的两个波峰之间的时间间隔；

根据所述时间间隔进行采样率换算得到当前时刻的第二呼吸率。

6.根据权利要求5所述的呼吸率提取方法，其特征在于，所述通带频率的上限截止频率为0.8Hz,所述通带频率的下限截止频率为0.1Hz。

7.根据权利要求1所述的呼吸率提取方法，其特征在于，所述根据所述第一呼吸率、第一权重因子、第二呼吸率及第二权重因子，计算得到当前时刻的呼吸率具体为：

当判断所述第一权重因子大于预设的基准值且所述第二权重因子小于所述基准值时，将所述第一呼吸率设置为当前时刻的呼吸率；

当判断所述第一权重因子小于预设的基准值且所述第二权重因子大于所述基准值时，将所述第二呼吸率设置为当前时刻的呼吸率；

当判断所述第一权重因子及所述第二权重因子均大于预设的基准值时，根据所述第一权重因子及所述第二权重因子对所述第一呼吸率和第二呼吸率进行加权求和，计算得到当前时刻的呼吸率。

8.一种呼吸率提取装置，其特征在于，包括：

工频陷波单元，用于获取原始心电信号，并对所述原始心电信号进行工频陷波后得到待处理心电信号；

滤波单元，对所述待处理心电信号进行卡尔曼滤波得到第一呼吸信号，并根据所述第一呼吸信号计算得到当前时刻的第一呼吸率；

小波变换单元，对所述待处理心电信号进行小波变换得到第二呼吸信号，并根据所述第二呼吸信号计算得到当前时刻的第二呼吸率；

第一权重因子及算单元，用于基于在卡尔曼滤波过程中生成的卡尔曼残差计算得到与所述第一呼吸信号对应的第一权重因子；

第二权重因子及算单元，用于基于信号质量指数对所述第二呼吸信号进行分析，计算得到与所述第二呼吸信号对应的第二权重因子；

呼吸率计算单元，用于根据所述第一呼吸率、第一权重因子、第二呼吸率及第二权重因子，计算得到当前时刻的呼吸率。

9.根据权利要求8所述的呼吸率提取装置，其特征在于，所述滤波单元具体包括：

滤波子模块，用于利用卡尔曼滤波器对所述待处理心电信号进行滤波，提取得到第一呼吸信号；

第一时间间隔提取模块，用于从所述第一呼吸信号中提取最近生成的两个波峰之间的时间间隔；

第一呼吸率计算模块，用于根据所述时间间隔进行采样率换算得到当前时刻的第一呼吸率。

10.根据权利要求8所述的呼吸率提取装置，其特征在于，所述小波变换单元具体包括：

频段分成模块，用于根据香农-奈奎斯特采样原理及所述待处理心电信号的采样频率进行频段分层，计算得到每层的频率范围；

层数确定模块，用于依据所述频段分层每层的频率范围及通带频率确定小波分解和重构所需的层数；

信号分解模块，用于根据与所述小波分解所需的层数及预先选择的母小波进行信号分解，得到按频段划分的多层波形；

信号重构模块，用于根据与所述小波重构所需的层数对应的系数及分解得到的所述多层波形进行信号重构，得到第二呼吸信号；

第二时间间隔提取模块，用于从所述第二呼吸信号中提取最近生成的两个波峰之间的时间间隔；

第二呼吸率计算模块，用于根据所述时间间隔进行采样率换算得到当前时刻的第二呼吸率。

11.据权利要求8所述的呼吸率提取装置，其特征在于，所述呼吸率计算单元具体包括：

第一判断模块，用于当判断所述第一权重因子大于预设的基准值且所述第二权重因子小于所述基准值时，将所述第一呼吸率设置为当前时刻的呼吸率；

第二判断模块，用于当判断所述第一权重因子小于预设的基准值且所述第二权重因子大于所述基准值时，将所述第二呼吸率设置为当前时刻的呼吸率；

第三判断模块，用于当判断所述第一权重因子及所述第二权重因子均大于预设的基准值时，根据所述第一权重因子及所述第二权重因子对所述第一呼吸率和第二呼吸率进行加权求和，计算得到当前时刻的呼吸率。