CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH TÍN HIỆU PPG ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ STRESS
3.3.3 Xác định đỉnh của tín hiệu nhịp tim và tính khoảng cách đỉnh.
Do tín hiệu sóng sau khi thu biết đổi liên tục, không theo một chu kỳ cố định, ta phải áp dụng một số thuật toán để xác định vị trí tương đối các đỉnh lân cận. Để cho kết quả chính xác hơn ta lưu số đỉnh có được trong thời gian đo.
Tín hiệu PPG được áp dụng thuật toán peak – peaking để tìm đỉnh: Để giảm thời gian tính toán thuật toán được lựa chọn để phát hiện đỉnh khá đơn giản nhưng hiệu quả cho tín hiệu PPG có tên là LMD (local Maxima Minnima Detection). Tùy
thuộc vào số khung hình trong một giây của video mà lựa chon tham số để phát hiện đỉnh phù hợp: ví dụ được thiết lập là 9 nếu tốc độ ghi hình của video thu được thật sự đạt được tốc độ ghi hình là 30fps. Có nghĩa là có điểm cao hơn 4 điểm liền kề bên phải và bên trái thì nó được chọn là đỉnh.
Hình 3.10 - Phát hiện đỉnh
Khi phân tích tín hiệu PPG cần chú ý một số vấn đề (1) giai đoạn không ổn định ở đầu video: theo thực nghiệm ta xử lý tin hiệu từ giây thứ năm. (2) các vấn đề về nóng tay, (3) phát hiện đỉnh sai nếu tay bị rung hay cử động.
Số điểm xét tìm đỉnh phải lớn hơn Fs/4 và nhỏ hơn Fs/2. Theo đánh giá thực tế của tín hiệu nhịp tim nên chọn 7 điểm so sánh để tìm đỉnh nếu điểm thứ 4 cao hơn 3 điểm trước và 3 điểm sau nó thì điểm này là đỉnh. Sau đó ta dịch chuyển theo hết chiều dài của tín hiệu nhịp tim. Kết quả sẽ cho ra tọa độ các đỉnh của tín hiệu nhịp tim. Ví dụ của tìm đỉnh tín hiệu nhịp tim thể hiện trong hình 3.11:
Hình 3.11 - Xác định đỉnh của tín hiệu nhịp tim trên Matlab Từ đó trích xuất ra nhịp tim theo công thức:
Từ tín hiệu nhịp tim ta tính khoảng cách giữa các đỉnh, đưa ra được tín hiệu HRV và đánh giá mức độ Stress.
Tính khoảng cách giữa các đỉnh kề nhau
Sau khi xác định được đỉnh của tín hiệu ta tính các khoảng cách của hai đỉnh của tín hiệu nhịp tim. Bằng cách trừ hoành độ hai phần tử liên tiếp của đỉnh nhịp tim.