技术特征：
1.一种脉率变异性信号提取方法，其特征在于：首先，对原始脉搏信号进行变分模态分解，从中提取反映脉搏主波成分变化的分量，对该分量进行平滑滤波，去除残余高频噪声干扰；其次，计算滤波后分量的极大值位置，以相邻极大值位置为依据，计算原始脉搏信号对应区间的最小值，得到脉搏信号波谷；最后，根据波谷计算脉率变异性信号。2.根据权利要求1所述的脉率变异性信号提取方法，其特征在于，所述的对原始脉搏信号进行变分模态分解：将原始信号分解为多个本征模态函数的和，每个imf分量为特定带宽的调幅-调频信号；分解后第k个imf分量的定义如下：式中，a
k
(t)为第k个imf分量的包络，为其相位；则相位对应的角频率为为其相位；则相位对应的角频率为因此，对于给定的脉搏信号ppg(t)，分解成k个imf分量之和；则每个imf分量对应的约束变分模型为：式中，{imf
k
}＝{imf1,imf2,
…
,imf
k
}为vmd分解得到所有imf的集合，{ω
k
}＝{ω1,ω2,
…
,ω
k
}为各imf的中心角频率集合。3.根据权利要求2所述的脉率变异性信号提取方法，其特征在于：对于式(2)所示问题的最优解问题，引入拉格朗日函数后，可转化为非约束变分问题，即：式中，a为二次约束算子，λ(t)为拉格朗日算子；采用乘子交替更新和计算式(3)的鞍点；则为：式(4)经过parseval傅里叶等距变换后，得到：式中，λ
n+1
(ω)的更新方式为：同理可得：
4.根据权利要求3所述的脉率变异性信号提取方法，其特征在于，所述的变分模态分解包括：(1)初始化λ1和n；(2)根据式(5)-式(7)更新imf
k
、ω
k
和λ；(3)重复前两步，直到满足以下的约束条件：5.根据权利要求1所述的脉率变异性信号提取方法，其特征在于，所述根据波谷计算脉率变异性信号：对波谷位置进行一阶差分，计算prv信号，prv信号计算过程见式(9)；最后，对prv信号的提取结果进行评估；式中，f
s
为脉搏信号采样频率，ppi(j)为由波谷位置一阶差分得到的脉搏信号间期，prv(j)为第j个prv信号样本点。6.一种基于变分模态分解的脉率变异性信号提取系统，包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，其特征在于；所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1-5任一所述的方法步骤。
技术总结
本发明公开了一种脉率变异性信号提取方法及系统，针对现有脉率变异性信号提取方法存在抗噪性差、参数选择主观等问题。首先，对原始脉搏信号进行变分模态分解，从中提取可以反映脉搏主波变化的分量，对该分量进行平滑滤波；然后，计算滤波后分量的极大值位置，以相邻极大值位置为依据，计算原始脉搏信号对应区间的最小值，得到脉搏信号波谷。最后，根据波谷计算脉率变异性信号。本发明可以实现日常生活工作状态下脉率变异性信号的精准提取，脉率变异性信号提取的准确率在97％以上。信号提取的准确率在97％以上。信号提取的准确率在97％以上。
技术研发人员：丑永新 刘继承 丑丽娟 胡松
受保护的技术使用者：常熟理工学院
技术研发日：2022.03.14
技术公布日：2022/6/7