1.一種心率信號處理器,其特征在于,所述處理器包括:數(shù)據(jù)接收模塊、低通濾波模塊、數(shù)字微分模塊、匹配濾波模塊和中值計算模塊;數(shù)據(jù)接收模塊信號連接于低通濾波模塊,用于接受傳感器發(fā)送過來的數(shù)據(jù)信息;所述低通濾波模塊信號連接于數(shù)字微分模塊,用于對接收到的信號進行低通濾波;所述數(shù)字微分模塊信號連接于匹配濾波模塊,用于對接收到的信號進行匹配濾波;所述匹配濾波模塊信號連接于中值計算模塊;所述中值計算模塊信號連接于信號輸出設備,用于對接收到的信號進行中值計算,得出最終的處理信號。
2.如權利要求1所述的心率信號處理器,其特征在于,所述數(shù)字微分模塊包括:一階微分模塊、二階微分模塊和微分控制模塊;所述一階微分模塊,用于對接收到的信號進行一階微分;所述二階微分模塊,用于對接收到的信號進行二階微分;所述微分控制模塊,用于根據(jù)接收到的信號特性,決定該信號應該進行一階微分處理或二階微分處理。
3.如權利要求1或2所述的心率信號處理器,其特征在于,所述匹配濾波模塊包括:濾波器選擇電路和濾波器電路;所述濾波器選擇電路,用于對接收到的信號進行分析和處理,根據(jù)分析和處理結果在濾波器電路中選擇合適的濾波器。
4.如權利要求3所述的心率信號處理器,其特征在于,所述中值計算模塊包括:外部晶振、計數(shù)器和計算電路;所述外部晶振信號連接于計算電路,用于給計算電路提供外部時鐘頻率;所述計數(shù)器信號連接于計算電路,用于記錄心跳間隔的次數(shù);所述計算電路,用于根據(jù)晶振電路提供的時鐘頻率和計數(shù)器提供的數(shù)值,計算得出最終的平均間隔值。
5.如權利要求4所述的心率信號處理器,其特征在于,所述低通濾波模塊包括:濾波頻率控制模塊和濾波電路;所述濾波頻率控制模塊,信號連接于濾波電路,用于根據(jù)信號處理器的處理結果自動選擇合適的濾波頻率;所述濾波電路,用于對接收到的信號進行濾波。
6.一種基于權利要求1至5之一所述的心率信號處理器的信號處理方法,其特征在于,所述方法包括一下步驟:
步驟1:心率信號處理器接收到心率信號后,對接收到的信號進行采樣,得到采樣后的信號;
步驟2:心率信號處理器對采樣后的信號進行低通濾波處理,去除高頻噪聲;
步驟3:心率信號處理器對低通濾波后的信號進行數(shù)字微分運算,得到經(jīng)過微分處理后的信號;
步驟4:心率信號處理器對微分運算后的信號進行匹配濾波運算,得到匹配濾波后的信號;
步驟5:心率信號處理器對匹配濾波后的信號進行中值算法計算,得到最終處理后的信號。
7.如權利要求6所述的心率信號處理器的信號處理方法,其特征在于,所述匹配濾波模塊對信號進行匹配濾波的方法包括以下步驟:
步驟1:根據(jù)輸入信號計算匹配濾波模塊的脈沖響應為:
;
步驟2:將輸入信號和匹配濾波模塊的脈沖響應序列進行卷積得到匹配濾波后的結果。
8.如權利要求7所述的心率信號處理器的信號處理方法,其特征在于,所述匹配濾波模塊根據(jù)輸入信號計算脈沖響應的方法包括以下步驟:
步驟1:設輸入信號為:;其中,為有用信號,為高斯噪聲;
步驟2:設經(jīng)匹配濾波模塊濾波后的信號為:;
步驟3:就去濾波后的有用信號對應的時間域的信號為:;
步驟4:經(jīng)匹配濾波后的噪聲信號的平均功率為:;
步驟5:得到匹配濾波器抽樣時刻,線性濾波器輸出信號的瞬時功率與噪聲平均功率之比為:;
步驟6:根據(jù)帕塞瓦爾定理,得出如下等式:;
步驟7:得到如下關系式:根據(jù)該不等式得出滿足該不等式匹配濾波器的脈沖響應。
9.如權利要求6所述的心率信號處理器的信號處理方法,其特征在于,所述信號處理器對接收到的信號進行中值濾波的方法包括以下步驟:
步驟1:記錄心跳檢測信號的兩個脈沖間隔是否人心跳的正常間隔內,若是,則記錄間隔時間,否則跳過;
步驟2:在記錄足夠的心跳間隔后即可算出這些間隔的中值:;根據(jù)中值可以規(guī)定這些間隔的上下邊界;處在上下邊界之間的值視為有效間隔值;當有效間隔值的數(shù)目超過設定的數(shù)量時,就可以算出平均間隔值。