本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域，涉及一種心率數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)估方法。應(yīng)用本發(fā)明可以對(duì)不同人群的心率數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)估，有效提高識(shí)別異常心率數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度。

背景技術(shù)：

異常數(shù)據(jù)是指數(shù)據(jù)集有部分?jǐn)?shù)據(jù)與整體中其他數(shù)據(jù)相比存在明顯不一致，也稱為異常值、離群值。數(shù)據(jù)異常的產(chǎn)生原因較多，常見的原因有監(jiān)護(hù)系統(tǒng)不穩(wěn)定或者監(jiān)護(hù)對(duì)象人為因素、環(huán)境條件突變或數(shù)據(jù)采集傳感器突然故障等。異常數(shù)據(jù)識(shí)別一般采用的方法有基于模型的方法、基于鄰近度的方法、基于密度的方法等等。

本發(fā)明提供了一種心率數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)估方法。首先以年齡段為基準(zhǔn)對(duì)用戶的心率數(shù)據(jù)進(jìn)行分類，然后提出數(shù)據(jù)異常假設(shè)，提出了改進(jìn)的t檢驗(yàn)法對(duì)心率數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)估。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明公開了一種心率數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)估方法。本發(fā)明以年齡段為基準(zhǔn)對(duì)用戶的心率數(shù)據(jù)進(jìn)行分類，提出數(shù)據(jù)異常假設(shè)，提出了一種改進(jìn)的t檢驗(yàn)法對(duì)心率數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)估。其具體實(shí)現(xiàn)的步驟如下：

S1：建立心率數(shù)據(jù)模型。心率數(shù)據(jù)基本符合高斯分布：

X～(μ，σ²)

其中，X為數(shù)據(jù)集，μ表示數(shù)據(jù)均值，σ²表示數(shù)據(jù)方差。

S2：提出假設(shè)檢驗(yàn)。假設(shè)H₀：x_i＝x_c，H₁：x_i≠x_c。H₀：正常值。檢測(cè)數(shù)據(jù)屬于正常誤差范圍內(nèi)；H₁：異常值。檢測(cè)數(shù)據(jù)不屬于正常范圍內(nèi)，需要予以處理。

其中x_c為參考值，x_i為檢測(cè)數(shù)據(jù)，i為檢測(cè)數(shù)據(jù)的序號(hào)(i為正整數(shù))。

S3：分類取樣。隨機(jī)獲得參考樣本X_n＝{x₁，x₂，…，x_n}，n為樣本數(shù)(n為正整數(shù))。

根據(jù)用戶的年齡段把用戶分為嬰兒、少年、青年、壯年、老年等不同的層次，根據(jù)不同的層次對(duì)心率數(shù)據(jù)進(jìn)行分類，采取分類采樣的方式確定檢測(cè)樣本。心率數(shù)據(jù)取樣分類具體描述為：

a)嬰兒。年齡段：0～6歲。

b)少年。年齡段：7～14歲。

c)青年。年齡段：15～25歲。

d)壯年。年齡段：26～65歲。

e)老年。年齡段：66歲或以上。

S4：定義t檢驗(yàn)法的參考值x_c。具體描述為：

$x_c=\sqrt{\frac{1}{3}(\mathrm{\α}{\stackrel{\‾}{x}}^2+{{\mathrm{\βx}}_{median}}^2+{{\mathrm{\γx}}_{\mathrm{mod}e}}^2)}$

滿足：

α+β+γ＝3

其中，α為樣本平均值的權(quán)值；為樣本平均值；β為樣本中位數(shù)的權(quán)值；x_median為樣本中位數(shù)；γ為樣本眾數(shù)的權(quán)值；x_mode為樣本眾數(shù)。

S5：選定t檢驗(yàn)法為檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)方法，計(jì)算x_i的統(tǒng)計(jì)量t_i。

S6：給出顯著性水平α及臨界值t_α/2，根據(jù)|t_i|的大小判斷x_i是否異常值。

附圖說明

圖1本發(fā)明所述算法流程圖；

圖2心率數(shù)值統(tǒng)計(jì)圖；

圖3心率數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)估對(duì)比圖；(a)標(biāo)準(zhǔn)t檢驗(yàn)法的統(tǒng)計(jì)量；(b)改進(jìn)的t檢驗(yàn)法的統(tǒng)計(jì)量。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。

本發(fā)明的具體實(shí)施步驟如下：

Step1：建立心率數(shù)據(jù)模型。心率數(shù)據(jù)基本符合高斯分布：

X～(μ，σ²)

其中，X為數(shù)據(jù)集，μ表示數(shù)據(jù)均值，σ²表示數(shù)據(jù)方差。

Step2：提出假設(shè)檢驗(yàn)。假設(shè)H₀：x_i＝x_c，H₁：x_i≠x_c。H₀：正常值。檢測(cè)數(shù)據(jù)屬于正常誤差范圍內(nèi)；H₁：異常值。檢測(cè)數(shù)據(jù)不屬于正常范圍內(nèi)，需要予以處理。

其中x_c為參考值，x_i為檢測(cè)數(shù)據(jù)，i為檢測(cè)數(shù)據(jù)的序號(hào)(i為正整數(shù))。

Step3：分類取樣。隨機(jī)獲得參考樣本X_n＝{x₁，x₂，…，x_n}，n為樣本數(shù)(n＝10000)。

根據(jù)用戶的年齡段把用戶分為嬰兒、少年、青年、壯年、老年等不同的層次，根據(jù)不同的層次對(duì)心率數(shù)據(jù)進(jìn)行分類，采取分類采樣的方式確定檢測(cè)樣本。心率數(shù)據(jù)取樣分類具體描述為：

a)嬰兒。年齡段：0～6歲。

b)少年。年齡段：7～14歲。

c)青年。年齡段：15～25歲。

d)壯年。年齡段：26～65歲。

e)老年。年齡段：66歲或以上。

Step4：定義t檢驗(yàn)法的參考值x_c。具體描述為：

$x_c=\sqrt{\frac{1}{3}(\mathrm{\α}{\stackrel{\‾}{x}}^2+{{\mathrm{\βx}}_{median}}^2+{{\mathrm{\γx}}_{\mathrm{mod}e}}^2)}$

滿足：

α+β+γ＝3

其中，α為樣本平均值的權(quán)值；為樣本平均值；β為樣本中位數(shù)的權(quán)值；x_median為樣本中位數(shù)；γ為樣本眾數(shù)的權(quán)值；x_mode為樣本眾數(shù)。取α＝0.9，β＝1.2，γ＝0.9。

Step5：選定t檢驗(yàn)法為檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)方法，計(jì)算x_i的統(tǒng)計(jì)量t_i。具體描述為：

$t_i=\frac{x_i-x_c}{\sqrt{\frac{1}{n-1}\underset{j=1}{\overset{n}{\Σ}}{(x_j-x_c)}^2}}$

其中，x_i為當(dāng)前檢測(cè)值；x_c為參考值；n為樣本數(shù)；x_j為參考樣本X_n＝{x₁，x₂，…，x_n}。

Step6：給出顯著性水平α及臨界值t_α/2，根據(jù)|t_i|的大小判斷x_i是否異常值。

Step6-1：設(shè)定α＝0.01，則t_α/2(n-1)≈2.807。

Step6-2：當(dāng)滿足條件時(shí)，可判斷檢測(cè)值x_i為異常值。判斷條件具體描述為：

|t_i|≥t_α/2(n-1)

完成以上實(shí)施步驟后，采集心率數(shù)據(jù)可得到圖2所示的心率數(shù)值統(tǒng)計(jì)圖。經(jīng)計(jì)算，得采樣心率數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)量，標(biāo)準(zhǔn)t檢驗(yàn)法和改進(jìn)的t檢驗(yàn)法的統(tǒng)計(jì)量如圖3所示。從結(jié)果可看出，本發(fā)明提供了一種有效的心率數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)估方法。