长春理工大学李兴广获国家专利权
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龙图腾网获悉长春理工大学申请的专利一种时空域融合的三维脉搏信号的构建方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119961877B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-06-10发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202510449347.2,技术领域涉及:G06F18/25;该发明授权一种时空域融合的三维脉搏信号的构建方法是由李兴广;王亮;刘廿;李洋;张睿哲设计研发完成,并于2025-04-11向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种时空域融合的三维脉搏信号的构建方法在说明书摘要公布了:本发明属于生物医学信号处理领域技术领域,尤其为一种时空域融合的三维脉搏信号的构建方法,包括:S1:使用安装有阵列压力传感器的智能仿生脉诊手采集寸、关、尺部位的脉搏信号;S2:使用改进的自适应波谷检测算法检测脉搏信号的波谷;S3:根据标记出的波谷进行周期分割和归一化处理;S4:使用改进的拉格朗日插值法,加入权重分配,将垂直于脉宽方向的压力脉搏信号进行自适应插值拟合,形成二维脉搏信号;S5:将二维脉搏信号进行颜色映射,将映射后的三个部位的三张二维脉搏信号进行三维脉搏信号的合成。本发明通过改进的自适应波谷检测算法提高准确率,通过权重分配的方法构建三维脉搏信号,使得三维脉搏信号融合时域和空间域的多重信息。
本发明授权一种时空域融合的三维脉搏信号的构建方法在权利要求书中公布了:1.一种时空域融合的三维脉搏信号的构建方法,其特征在于,具体步骤如下:S1:使用安装有3个阵列压力传感器的智能仿生脉诊手采集寸部位、关部位和尺部位的压力脉搏信号和静态压力;S2:使用改进的自适应波谷检测算法检测压力脉搏信号St的波谷;所述S2的具体步骤为,使用经验模态分解算法EMD对原始脉搏信号St进行信号分解及其相关性较强IMF分量的加权重组,得到重组脉搏信号Snewt;对所述重组脉搏信号Snewt进行连续小波变换CWT,得到时频图使用局部最小值检测算法提取所述重组脉搏信号Snewt的波谷位置tEMD和所述时频图的波谷位置tCWT;根据所述EMD得到的波谷位置tEMD和所述CWT得到的波谷位置tCWT,以及它们的权重ωEMD和ωCWT,进行自适应加权融合,得到加权融合后的波谷tvalley;最后通过tvalley={t1,t2,…,tm}反向寻找所述原始脉搏信号St的波谷;所述加权重组的具体表现为,通过动态时间规整DTW来度量所述相关性较强特征分量与所述原始脉搏信号St的相似度DDTWIMFi,St,根据所述DTW相似度,为每个所述IMF分量分配权重: 随后将加权后的所述IMF分量重组成新的脉搏信号Snewt;所述EMD和CWT波谷位置的自适应加权融合的具体表现为,计算原始脉搏信号St的标准差σS和频率谱FSf、重构后的脉搏信号Snewt的标准差σEMD以及每个IMF分量的周期性评估得分Periodicityi,得出所需要的EMD和CWT权重方程: ωCWT=1-ωEMD式中,α1,α2,α3的初始值设置为0.3,0.2,0.5;根据所述EMD得到的波谷位置tEMD和所述CWT得到的波谷位置tCWT,以及它们的权重ωEMD和ωCWT,进行自适应加权融合,得到波谷点:tvalley=ωEMD·tEMD+ωCWT·tCWT;S3:根据标记出的所述压力脉搏信号的波谷进行脉搏信号的周期分割和归一化处理;S4:使用改进的拉格朗日插值法,加入权重分配,将垂直于脉宽方向所述归一化处理后的压力脉搏信号进行自适应插值拟合,形成二维脉搏信号;S5:将所述二维脉搏信号进行颜色映射,将映射后的三个部位的三张所述二维脉搏信号分别加入权重,进行三维脉搏信号的合成;所述S5的具体步骤为,将寸部位拟合后的二维脉搏图映射为红色通道R,将关部位拟合后的脉搏图映射为绿色通道G,而尺部位则映射为蓝色通道B,所述映射的范围均为[0,255],将所述S1步骤中寸部位的静态压力值F1、关部位的静态压力值F2和尺部位的静态压力值F3进行归一化处理,使得范围在[0,1]内,将所述归一化后的压力值F'normalized,1、F'normalized,2、F'normalized,3作为RGB颜色通道的权重ωR=F'normalized,1、ωG=F'normalized,2、ωB=F'normalized,3,将所述映射后的红色通道值R与寸部位的权重值ωR相乘,即R'=ωR×R,映射后的绿色通道值G与关部位的权重值ωG相乘,即G'=ωG×G,映射后的蓝色通道值B与尺部位的权重值ωB相乘,即B'=ωB×B;通过将调整后的颜色通道合成,得到一个包含时域和空间域信息的三维RGB脉搏图像。
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