基于图像的心率测量软件模块的设计及实现

发布时间：2017-07-14 03:16

  本文关键词：基于图像的心率测量软件模块的设计及实现

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【摘要】：移动智能终端的开发和普及,为智能终端与医疗检测设备相结合的智慧医疗技术打开了医疗领域新的视野。使用智能手机测量生理指标,为人们提供一种快捷高效的日常健康监测手段的同时,还能缓解我国医疗资源短缺的窘境,提高医疗资源的利用率,帮助人们降低医疗成本。基于图像的心率测量是一种结合图像和PPG技术的接触式心率检测方法,可以用于获取人体的多种生命体征参数,例如心率、心率变异性等。利用智能手机的摄像头,在不改变人们日常生活习惯的情况下,随时随地、低成本、无创地实现对人体心率的日常监护。同时,还能进行心率变异性的分析,简单的评估当前状态下的精神压力状况。基于此,本文将无创检测心率与移动智能终端想结合,重点研究信号噪声处理及实时准确地在智能终端上计算得到心率值。本文研究的内容主要包括以下三个部分:1.对于指尖的PPG信号,设计噪声处理算法消除信号中严重影响计算心率的各种干扰噪声,并设计差分阈值算法完成对极值点的检测。2.在准确识别极值点的基础上,根据相邻极值点就可以测算出心率。同时,将相邻两个极小值点的间期等效于R波间期,获得HRV信号,进行心率变异性的分析,简单的研究了HRV与精神压力之间的关系。3.设计开发基于Android系统APP软件,该软件系统主要包括信号采集模块、数据管理模块、分析报告显示模块和UI交互模块,验证了上面的算法在智能终端的可行性。经测试结果表明软件运行良好,本文提出的差分阈值求极值算法比传统算法在准确率上提高了2.99%,测量结果与标准心率计相比,测量值与实际值有效误差在5%以内,该系统可以满足智能终端测量心率的要求。
【关键词】：图像 心率 PPG 差分阈值
【学位授予单位】：重庆邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R318;TP391.41
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-11
• 第1章 引言11-20
• 1.1 研究背景与意义11-13
• 1.2 国内外发展现状13-16
• 1.3 研究目的与内容16-19
• 1.3.1 研究目的16-17
• 1.3.2 研究内容17-19
• 1.4 论文结构19-20
• 第2章 基于图像的PPG信号采集和信号处理算法研究20-33
• 2.1 PPG信号简介20-21
• 2.2 基于图像的PPG信号的采集21-23
• 2.3 PPG信号的处理23-29
• 2.3.1 低通滤波的设计23-25
• 2.3.2 数学形态学对PPG信号的处理25-29
• 2.4 实验结果验证与分析29-32
• 2.5 本章小结32-33
• 第3章 心率的计算方法研究及心率变异性的分析33-54
• 3.1 心率计算的理论分析33-38
• 3.1.1 时域内的心率计算33-35
• 3.1.2 频域内心率的计算35-38
• 3.2 差分阈值测算心率38-43
• 3.2.1 差分乘积判断极值点38-39
• 3.2.2 差分阈值判断极值点39-43
• 3.3 心率变异性的分析43-52
• 3.3.1 时域分析44-47
• 3.3.2 频域分析47-52
• 3.4 HRV与精神压力关系的研究52-53
• 3.5 本章小结53-54
• 第4章 基于图像的心率测量软件系统54-67
• 4.1 智能终端系统的选型54-55
• 4.2 智能终端软件总体方案55-65
• 4.2.1 信号采集模块56-57
• 4.2.2 数据管理模块57-61
• 4.2.3 测试分析报告模块61-64
• 4.2.4 UI交互模块64-65
• 4.3 智能终端结果测试与数据分析65-66
• 4.4 本章小结66-67
• 第5章 总结与展望67-69
• 5.1 研究总结67-68
• 5.2 工作展望68-69
• 参考文献69-73
• 致谢73-74
• 攻读硕士学位期间从事的科研工作及取得的成果74

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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3 杨增印;马建峰;孙聪;黄德俊;叶春晓;陆地群;;一种利用手指图像测量人体心率的方法[J];西安电子科技大学学报;2014年05期

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本文编号：539451