基于参数优化VMD的呼吸波提取

作者：宋海声; 庞荣妮^*

来源：电子测量技术, 2021, 44(24): 134-140.

DOI：10.19651/j.cnki.emt.2107524

• 呼吸波
• 变分模态分解
• 光电容积脉搏波
• 遗传变异粒子群
• 本征模函数

针对目前呼吸波提取准确率不高的问题,提出一种从光电容积脉搏波(PPG)信号中提取呼吸波的改进方法。在MIMIC数据库获取10组脉搏和呼吸信号。利用遗传变异粒子群参数优化的变分模态分解(VMD)算法对同一时段光电容积脉搏信号进行分解,得到本征模函数(IMF),选择相关系数大于0.3的IMF分量重构呼吸信号,并将重构呼吸信号与原始呼吸信号进行比较。实验结果表明,呼吸速率的平均准确率为0.95,波形相关系数(RCC)的平均值为0.945 1,均方根误差(RMSE)的平均值为2.011 0,该算法提取呼吸波呼吸速率相比于EMD、EEMD算法提高了5%和3%,RCC提高了19.96%和13.17%,准确性更高。同时该算法克服了VMD算法在分解时惩罚因子和分解层数选取的不确定性。这对临床实践具有重要意义。

• 单位
  电子工程学院; 西北师范大学