WO2018049762A1 - 信号处理方法、装置及监护设备 - Google Patents

信号处理方法、装置及监护设备 Download PDF

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Abstract

一种信号处理方法、装置及监护设备，该方法包括：获取当前输入采样点的信息、当前输出采样点的信息、输入采样率和输出采样率（S110）；根据所述当前输入采样点的信息、当前输出采样点的信息、所述输入采样率和/或输出采样率确定所述当前输入采样点对应的特征采样点和重采样比例（S120）；根据所述特征采样点和所述重采样比例确定所述当前输入采样点对应的输出采样点的信息（S130）。通过与当前输入采样点对应的特征采样点来确定对应输出采样点，使得重采样的输出信号最大限度的保留输入信号的波形特征，从而降低信号处理的波形失真；通过与当前输入采样率和输出采样率的重采样比例确定输入采样点个数，从而降低信号处理的波形延时。

Description

信号处理方法、装置及监护设备 技术领域
本发明实施例涉及信号处理技术，尤其涉及一种信号处理方法、装置及监护设备。
背景技术
对于信号处理装置而言，往往会出现输入采样率与输出采样率不一致的情况，其中输入采样率是指输入信号的采集频率，例如500HZ、125HZ或者100HZ等等，输出采样率即为输出信号的采样速度，输出采样率与用于显示输出信号的屏幕的分辨率、屏幕的物理尺寸和/或波形扫描速度等等有关。当输入采样率与输出采样率不一致时，需要对输入信号进行重采样。重采样包括升采样和降采样，其中，升采样是指输入采样率小于输出采样率时的重采样过程，主要采用内插法，如果输出采样率是输入采样率的A倍(A为大于1的自然数)，则在相邻的输入采样点之间内插A-1个零值点，得到新的采样序列，新的采样序列经过低通滤波器过滤后进行输出；降采样是指输入采样率大于输出采样率时的重采样过程，主要采用抽取法，如果输入采样率是输出采样率的B倍(B为大于1的自然数)，则一个输出采样点对应B-1个输入采样点，从B-1个输入采样点中随机抽取一个点作为对应的输出采样点。
发明人在实现本发明实施例的过程中，发现现有技术至少存在以下问题：升采样的重采样过程，内插A-1个零值点后经过低通滤波器过滤，输出的波形失真较大，并且增加采样点的输出延时；降采样的重采样过程，从B-1个输入 采样点中随机抽取一个点作为对应的输出采样点，输出的波形失真也较大。
发明内容
有鉴于此，本发明提出一种信号处理方法、装置及监护设备，以降低信号处理的波形失真，及降低信号处理的波形延时。
在第一方面，本发明实施例提供了一种信号处理方法，包括：获取当前输入采样点的信息、当前输出采样点的信息、输入采样率和输出采样率；根据所述当前输入采样点的信息、当前输出采样点的信息、所述输入采样率和/或输出采样率确定所述当前输入采样点对应的特征采样点和重采样比例；根据所述特征采样点和所述重采样比例确定所述当前输入采样点对应的输出采样点的信息。
在第二方面，本发明实施例提供了一种信号处理装置，包括：信息获取单元，用于获取当前输入采样点的信息、当前输出采样点的信息、输入采样率和输出采样率；处理单元，与所述信息获取单元相连，用于根据所述当前输入采样点的信息、当前输出采样点的信息、所述输入采样率和/或输出采样率确定所述当前输入采样点对应的特征采样点和重采样比例；并根据所述特征采样点和所述重采样比例确定所述当前输入采样点对应的输出采样点的信息。
在第三方面，本发明实施例提供了一种监护设备，包括信号采集装置、显示装置和如前所述的信号处理装置，所述信号处理装置分别与所述信号采集装置和显示装置电连接，所述信号处理装置采集使用者的体征信号，所述信号处理装置根据所述信号采集装置的采样率和所述显示装置的采样率对所述体征信号进行重采样处理，所述显示装置显示重采样处理后的体征信号。
本发明实施例通过与当前输入采样点对应的特征采样点来确定对应输出采 样点，使得重采样的输出信号最大限度的保留输入信号的波形特征，从而降低信号处理的波形失真；通过与当前输入采样率和输出采样率的重采样比例确定输入采样点个数，从而降低信号处理的波形延时。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1是本发明第一实施例信号处理方法的流程图；
图2是本发明第二实施例信号处理方法的流程图；
图3是本发明第三实施例提供的信号处理方法的流程图；
图4是本发明第四实施例提供的信号处理装置的结构图；
图5是本发明实施例的监护设备的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容。另外还需要说明的是，为了便于说明，以下实施例中示出了与本发明相关的示例，这些示例仅作为说明本发明实施例的原理所用，并不作为对本发明实施例的限定，同时，这些示例的具体数值会根据不同的应用环境和装置或者组件的参数不同而不同。
本发明实施例的信号处理方法、信号处理装置可以安装于监护设备中，该 监护设备可以是心电监护仪、血氧监护仪、脉搏监护仪等等中的任意一种，该监护设备中可以包括传感器、信号处理系统、控制系统、显示装置、报警装置和记录装置等中的任意组合用于实现本发明的实施例的信号处理方法、信号处理装置中的功能。
图1示出了本发明的第一实施例。
图1是本发明第一实施例信号处理方法的流程图。参见图1，所述信号处理方法包括：
步骤S110，获取当前输入采样点的信息、当前输出采样点的信息、输入采样率和输出采样率。
输入采样率是指输入信号的采集频率，输入采样率与采集信号的采集装置的参数有关。例如输入采样率为500HZ、125HZ或者100HZ等等，以输入采样率为100HZ为例，即每秒可以采集到100个输入采样点。
当前输入采样点的信息包括所述当前输入采样点的数值和所述当前输入采样点的序号，如果输入信号为心电信号，心电信号的幅度一般在10uV～4mV之间，以当前时刻对应的输入采样点的序号为37为例，则当前输入采样点的信息包括数值为2mV，序号为37；可选地，当前输入采样点的信息还可以包括对应的采集时间等等，例如序号为37的输入采样点的采集时间为2016年8月11日13(时)：15(分)：20(秒)：33(毫秒)。
输出采样率即为输出信号的采样速度，输出采样率与用于显示输出信号的屏幕的分辨率、屏幕的物理尺寸和/或波形扫描速度等等有关。屏幕的分辨率是指屏幕图像的精密度，即显示器所能显示的像素有多少，例如屏幕的分辨率为800*600则表示显示器的横向显示精度为800像素，纵向显示精度为600像素。 屏幕的物理尺寸是指屏幕的对角线的尺寸，一般用英寸来表示，例如12inch(12英寸)。波形扫描速度是指屏幕上单位时间内光点水平移动的距离，例如为6.25mm/s、12.5mm/s、25mm/s或者50mm/s等等。在相同的屏幕分辨率、物理尺寸和波形扫描速度的情况下，输出采样率相同。例如，当屏幕的分辨率为800*600、屏幕的物理尺寸为12inch，波形扫描速度为6.25mm/s时，则输出采样率为(1000/12inch)*6.25mm/s＝20.505249...HZ；波形扫描速度为25mm/s时，则输出采样率为(1000/12inch)*25mm/s＝82.020997...HZ；波形扫描速度为50mm.s时，则输出采样率为(1000/12inch)*50mm/s＝164.041994...HZ。心电、血氧、呼吸信号的输入采样率分别为500HZ、125HZ、100HZ，当波形扫描速度为6.25mm/s时，都需要降采样为20.505249...HZ；当波形扫描速度为25mm/s时，都需要降采样为82.020997...HZ；当波形扫描速度为50mm/s时，心电信号需降采样为164.041994...HZ，而血氧和呼吸信号需升采样为164.041994...HZ等等。为便于信号处理，可以预先将各种输入信号在屏幕的分辨率、屏幕的物理尺寸和/或波形扫描速度下的输入分辨率与输出分辨率的对应关系存储在映射表中，进行信号处理的时候，直接从该映射表中获取当前输入采样点对应的输出采样率。
当前输出采样点的信息包括当前输出采样点的序号。由于输入信号进行信号处理后再输出，因此，当前输出采样点并不是与当前输入采样点对应的输出采样点。除了当前输出采样点的序号，当前输出采样点的信息还可以包括当前输出采样点的数值和/或当前输出采样点对应的输入采样点的序号以及对应的输入采样点的数值等等。
步骤S120，根据所述当前输入采样点的信息、当前输出采样点的信息、所 述输入采样率和/或输出采样率确定所述当前输入采样点对应的特征采样点和重采样比例。
重采样比例是指当输入采样率大于输出采样率(即重采样过程为降采样过程)时，输入采样率缩小的比例；或者当输入采样率小于输出采样率(即重采样过程为升采样过程)时，输入采样率放大的比例。
当输入采样率大于输出采样率时，即需要对输入信号进行降采样处理，从多个输入采样点中选取最具波形特征代表性的采样点作为特征采样点；当输入采样率小于输出采样率时，即需要对输入信号进行升采样处理，则根据当前输入采样点确定特征采样点，例如，以当前输入采样点作为特征采样点，或者以当前多个输入采样点的数值计算出特征值作为输出采样点的数值等等。
步骤S130，根据所述特征采样点和所述重采样比例确定所述当前输入采样点对应的输出采样点的信息。
当前输入采样点对应的输出采样点的信息包括当前输入采样点对应的输出采样点的个数和数值，当前输入采样点对应的输出采样点的个数根据重采样比例确定；当前输入采样点对应的输出采样点的数值根据特征采样点的数值确定。
本实施例通过与当前输入采样点对应的特征采样点来确定对应输出采样点，使得重采样的输出信号最大限度的保留输入信号的波形特征，从而降低信号处理的波形失真；通过与当前输入采样率和输出采样率的重采样比例确定输入采样点个数，从而降低信号处理的波形延时。
图2示出了本发明的第二实施例。
图2是本发明第二实施例信号处理方法的流程图。所述信号处理方法以第 一实施例为基础，进一步的，当输入采样率大于输出采样率时，从多个输入采样点中选择与基线最远的输入采样点作为当前输入采样点对应的特征采样点；其中，采集到输入信号后，对输入信号进行滤波处理，通过滤波处理滤除输入信号中的干扰信号，滤波处理后的输入信号进行重采样，滤波处理可以得到当前输入采样点对应的基线的数值。当输入采样率小于输出采样率时，以当前输入采样点作为对应的特征采样点。本实施例的方法包括：
步骤S210，获取当前输入采样点的信息、当前输出采样点的信息、输入采样率和输出采样率。
步骤S220，根据所述输入采样率和输出采样率判断是进行升采样还是进行降采样，如果进行升采样，则执行步骤S230；如果进行降采样，则执行步骤S270。
输入采样率小于输出采样率则进行升采样，输入采样率大于输出采样率则进行降采样，输入采样率等于输出采样率则表示不会出现输出的波形失真，无需进行重采样处理。
步骤S230，根据所述当前输入采样点的信息、所述输入采样率和输出采样率确定所述当前输入采样点对应的重采样比例N，所述N为大于1的自然数。
在本发明的第一实施例中，当前输入采样点的信息包括当前输入采样点的序号和数值，在本步骤中，根据当前输入采样点的序号、所述输入采样率和输出采样率确定所述当前输入采样点对应的重采样比例N。
具体的，通过下述公式计算重采样比例N：
N＝((unsigned long long)(CountIn+1)*(SampRateOut/SampRateIn))-((unsigned long long)CountIn*(SampRateOut/SampRateIn))  (1)
其中，unsigned long long表示无符号长型整数，不能表示负数，在本实施 例中表示对(CountIn+1)*(SampRateOut/SampRateIn)进行取整运算，unsigned long long的最大值为18446744073709551615。
N为当前输入采样点对应的重采样比例、CountIn为当前输入采样点的序号、SampRateOut为输出采样率、SampRateIn为输入采样率。本实施例在重采样过程为升采样时，将当前输入采样点的序号加1后乘以输出采样率与输入采样率的比值得到第一乘积，并将该第一乘积进行取整；再将当前输入采样点的序号乘以输出采样率与输入采样率的比值得到第二乘积，并将该第二乘积进行取整，取整后的第一乘积减去取整后的第二乘积，得到升采样处理时的重采样比例N。
采用上述公式计算重采样比例N，使得本实施例的技术方案可以适用于输出采样率除以输入采样率得到的数值为非整数的情况，提高信号处理的适用范围。
步骤S240，将所述当前输入采样点作为所述当前输入采样点对应的特征采样点。
在本实施例中，将所述当前输入采样点作为所述当前输入采样点对应的特征采样点即特征采样点的数值与当前输入采样点的数值相同。
步骤S250，所述输出采样点的个数为N，将所述特征采样点的数值分别作为所述N个输出采样点的数值。
步骤S260，根据所述输出采样率顺序显示步骤S250中的N个输出采样点。
步骤S270，根据所述当前输出采样点的信息、所述输入采样率和输出采样率确定所述当前输入采样点对应的重采样比例M，所述M为大于1的自然数。
在本发明的第一实施例中，当前输出采样点的信息包括当前输出采样点的序号和数值，在本步骤中，根据当前输出采样点的序号、所述输入采样率和输 出采样率确定所述当前输入采样点对应的重采样比例M。
具体的，通过下述公式计算重采样比例M：
M＝((unsigned long long)(CountOut+1)*(SampRateIn/SampRateOut))-((unsigned long long)CountOut*(SampRateIn/SampRateOut))  (2)
其中，unsigned long long表示无符号长型整数，不能表示负数，在本实施例中表示对(CountIn+1)*(SampRateIn/SampRateOut)进行取整运算，unsigned long long的最大值为18446744073709551615。
M为当前输入采样点对应的重采样比例、CountIn为当前输入采样点的序号、SampRateOut为输出采样率、SampRateIn为输入采样率。本实施例在重采样过程为降采样时，将当前输出采样点的序号加1后乘以输入采样率与输出采样率的比值得到第三乘积，并将该第三乘积进行取整；再将当前输入采样点的序号乘以输入采样率与输出采样率的比值得到第四乘积，并将该第四乘积进行取整，取整后的第三乘积减去取整后的第四乘积，得到升采样处理时的重采样比例M。
采用上述公式计算重采样比例M，使得本实施例的技术方案可以适用于输入采样率除以输出采样率得到的数值为非整数的情况，提高信号处理的适用范围。
步骤S280，获取所述当前输入采样点之后的M-1个输入采样点的信息。
步骤S290，获取所述当前输入采样点对应的基线的数值。
步骤S2100，将所述当前输入采样点与所述M-1个输入采样点中距离基线最远的输入采样点作为所述当前输入采样点对应的特征采样点。
本发明的第一实施例中，从多个输入采样点中选取最具波形特征代表性的采样点作为特征采样点，根据统计，当前输入采样点与M-1个输入采样点中距 离基线最远的输入采样点一般为最具波形特征代表性的采样点，当然，针对不同的输入信号，当前输入采样点与M-1个输入采样点(即M个输入采样点)中也有可能其他的输入采样点相对于距离基线最远的输入采样点更具波形特征代表性，则将其他的输入采样点作为特征采样点。在本实施例中，将所述当前输入采样点与所述M-1个输入采样点中距离基线最远的输入采样点作为所述当前输入采样点对应的特征采样点。具体的，可以通过以下公式确定特征采样点：
abs(MAX-BaseLineVal)＞＝abs(MIN-BaseLineVal)？MAX：MIN  (3)
其中，MAX表示当前输入采样点与M-1个输入采样点中数值最大的采样点的数值，BaseLineVal表示当前输入采样点对应的基线的数值，MIN表示当前输入采样点与M-1个输入采样点中数值最小的采样点的数值，abs()表示求绝对值，(a＞＝b)？a：b表示，如果a＞＝b为真，则输出a，如果a＞＝b为假，则输出b，因此，公式(3)表示，如果最大的采样点的数值与基线的数值的差的绝对值大于等于最小的采样点的数值与基线的数值的差的绝对值，则特征采样点的数值为最大的采样点的数值；反之，如果最大的采样点的数值与基线的数值的差的绝对值小于最小的采样点的数值与基线的数值的差的绝对值，则特征采样点的数值为最小的采样点的数值，相等时可根据使用场景适当调整采用最大值或最小值。
步骤S2110，所述输出采样点的个数为1，将所述特征采样点的数值作为所述输出采样点的数值。
步骤S2120，根据输出采样率显示步骤S2110中的输出采样点。
同本发明的第一实施例相比，本实施例增加了计算重采样比例的步骤，使得重采样的信号处理方法不但适用于输入采样率为输出采样率整数倍或者输出 采样率为输入采样率整数倍的情况；也适用于输入采样率大于输出采样率且输入采样率不是输出采样率整数倍、或者输出采样率大于输入采样率且输出采样率不是输入采样率整数倍的情况，提高了信号处理方法的实用性。
本实施例通过当前输入采样点的信息、输入采样率和输出采样率确定升采样的重采样比例，通过当前输出采样点的信息、输入采样率和输出采样率确定降采样的重采样比例；并根据重采样比例选取当前输入采样点为特征采样点，或者从多个输入采样点中选取当前输入采样点对应的特征采样点，使得输出采样点保留了输入采样点的特征值，避免对重采样的输出采样点的再次滤波，提高了信号处理的效率，并保证了输出信号的准确性。
图3示出了本发明的第三实施例。
图3是本发明第三实施例提供的信号处理方法的流程图。参见图3，所述信号处理方法以上述实施例为基础，进一步的，在根据所述当前输入采样点的信息、当前输出采样点的信息、所述输入采样率和/或输出采样率确定所述当前输入采样点对应的特征采样点和重采样比例之前，还包括：根据输入采样率和/或输出采样率与当前输入采样点上一时刻的输入采样点对应的输入采样率和/或输出采样率是否一致，确定是否重置当前输入采样点的序号和当前输出采样点的序号。
本实施例的方法具体包括：
步骤S310，获取当前输入采样点的信息、当前输出采样点的信息、输入采样率和输出采样率。
步骤S320，判断输入采样率和/或输出采样率是否发生改变，即判断当前输 入采样点对应的输入采样率与上一时刻的输入采样点对应的输入采样率是否一致，并且/或者，当前输入采样点对应的输出采样率与上一时刻的输入采样点对应的输出采样率是否一致，如果一致，则执行步骤S340；如果不一致，则执行步骤S330。
步骤330，将当前输入采样点的序号和当前输出采样点的序号分别重置为初始值，在本实施例中，设定初始值为0，即CountIn＝0，CountOut＝0。
步骤S340，根据所述输入采样率和输出采样率判断是进行升采样还是进行降采样，如果进行升采样，则执行步骤S350；如果进行降采样，则执行步骤S390。
步骤S350，根据所述当前输入采样点的信息、所述输入采样率和输出采样率确定所述当前输入采样点对应的重采样比例N，所述N为大于1的自然数。
与本发明的第二实施例不同，本实施例中的一种实施方式中确定重采样比例N的步骤中当前输入采样点的序号和当前输出采样点的序号有可能分别为初始值0，本实施例以当前输入采样点的序号和当前输出采样点的序号都重置为初始值0为例进行说明。
步骤S360，将所述当前输入采样点作为所述当前输入采样点对应的特征采样点。
步骤S370，所述输出采样点的个数为N，将所述特征采样点的数值分别作为所述N个输出采样点的数值。
步骤S380，根据所述输出采样率顺序显示步骤S370中的N个输出采样点。
步骤S390，将当前输入采样点的序号加1后作为新的当前输入采样点的序号，将当前输出采样点的序号加N后作为新的当前输出采样点的序号。
步骤S3100，根据所述当前输出采样点的信息、所述输入采样率和输出采 样率确定所述当前输入采样点对应的重采样比例M，所述M为大于1的自然数。
与本发明的第二实施例不同，本实施例中的一种实施方式中确定重采样比例M的步骤中当前输入采样点的序号和当前输出采样点的序号有可能分别为初始值0，本实施例以当前输入采样点的序号和当前输出采样点的序号都重置为初始值0为例进行说明。
步骤S3110，获取所述当前输入采样点之后的M-1个输入采样点的信息。
步骤S3120，获取所述当前输入采样点对应的基线的数值。
步骤S3130，将所述当前输入采样点与所述M-1个输入采样点中距离基线最远的输入采样点作为所述当前输入采样点对应的特征采样点。
步骤S3140，所述输出采样点的个数为1，将所述特征采样点的数值作为所述输出采样点的数值。
步骤S3150，根据输出采样率显示步骤S3140中的输出采样点。
步骤S3160，将当前输入采样点的序号加M后作为新的当前输入采样点的序号，将当前输出采样点的序号加1后作为新的当前输出采样点的序号。
同本发明第二实施例相比，本实施例中增加了输入采样率和/或输出采样率发生变化时重置当前输入采样点的序号和当前输出采样点的序号的步骤，更便于重采样比例的计算。
本实施例通过重置当前输入采样点的序号和当前输出采样点的序号，在输入采样率和/或输出采样率发生变化时，计算重采样比例的运算量更小，进一步提高信号处理的效率。
图4示出了本发明的第四实施例。
图4是本发明第四实施例提供的信号处理装置的结构图。本实施例提供的信号处理装置用于执行以上第一实施例至第三实施例中的各种信号处理方法。参见图4，所述信号处理装置包括：信息获取单元410和处理单元420。
所述信息获取单元，用于获取当前输入采样点的信息、当前输出采样点的信息、输入采样率和输出采样率。其中，输入采样率是指输入信号的采集频率，输入采样率与采集信号的采集装置的参数有关。当前输入采样点的信息包括所述当前输入采样点的数值和所述当前输入采样点的序号。输出采样率即为输出信号的采样速度，输出采样率与用于显示输出信号的屏幕的分辨率、屏幕的物理尺寸和/或波形扫描速度等等有关。当前输出采样点的信息包括当前输出采样点的序号。
所述处理单元，与所述信息获取单元相连，用于根据所述当前输入采样点的信息、当前输出采样点的信息、所述输入采样率和/或输出采样率确定所述当前输入采样点对应的特征采样点和重采样比例；并根据所述特征采样点和所述重采样比例确定所述当前输入采样点对应的输出采样点的信息。其中，重采样比例是指当输入采样率大于输出采样率(即重采样过程为降采样过程)时，输入采样点缩小的比例；或者当输入采样率小于输出采样率(即重采样过程为升采样过程)时，输入采样点放大的比例。
本实施例通过与当前输入采样点对应的特征采样点来确定对应输出采样点，使得重采样的输出信号最大限度的保留输入信号的波形特征，从而降低信号处理的波形失真。
优选的，所述处理单元还可以包括第一重采样比例模块421、第一特征点模块422和第一输出采样点模块423。
第一重采样比例模块421，用于如果所述输入采样率大于所述输出采样率，则根据所述当前输出采样点的信息、所述输入采样率和输出采样率确定所述当前输入采样点对应的重采样比例M，所述M为大于1的自然数。
所述信息获取单元还用于获取所述当前输入采样点之后的M-1个输入采样点的信息；所述信息获取单元还用于获取所述当前输入采样点对应的基线的数值。
第一特征点模块422，分别与所述第一重采样比例模块和所述信息获取单元相连，用于将所述当前输入采样点与所述M-1个输入采样点中距离基线最远的输入采样点作为所述当前输入采样点对应的特征采样点。
第一输出采样点模块423，与所述第一特征点模块相连，用于将所述特征采样点的数值作为所述输出采样点的数值，所述输出采样点的个数为1。
优选的，所述第一重采样比例模块具体用于根据M＝((unsigned long long)(CountOut+1)*(SampRateIn/SampRateOut))-((unsigned long long)CountOut*(SampRateIn/SampRateOut))得到所述重采样比例M，其中，unsigned long long表示取整运算，M为当前输入采样点对应的重采样比例，CountOut为当前输出采样点的序号，SampRateOut为输出采样率，SampRateIn为输入采样率。
unsigned long long表示无符号长型整数，不能表示负数，在本实施例中表示对(CountIn+1)*(SampRateIn/SampRateOut)进行取整运算，unsigned long long的最大值为18446744073709551615。
M为当前输入采样点对应的重采样比例、CountIn为当前输入采样点的序号、SampRateOut为输出采样率、SampRateIn为输入采样率。本实施例在重采样过 程为降采样时，将当前输出采样点的序号加1后乘以输入采样率与输出采样率的比值得到第三乘积，并将该第三乘积进行取整；再将当前输入采样点的序号乘以输入采样率与输出采样率的比值得到第四乘积，并将该第四乘积进行取整，取整后的第三乘积减去取整后的第四乘积，得到升采样处理时的重采样比例M。
采用上述公式计算重采样比例M，使得本实施例的技术方案可以适用于输入采样率除以输出采样率得到的数值为非整数的情况，提高信号处理的适用范围。
优选的，所述处理单元还可以包括第二重采样比例模块424、第二特征点模块425和第二输出采样点模块426。
第二重采样比例模块424，用于如果所述输入采样率小于所述输出采样率，则根据所述当前输入采样点的信息、所述输入采样率和输出采样率确定所述当前输入采样点对应的重采样比例N，所述N为大于1的自然数。
第二特征点模块425，与第二重采样比例模块相连，用于将所述当前输入采样点作为所述当前输入采样点对应的特征采样点。
第二输出采样点模块426，与所述第二特征点模块相连，用于将所述特征采样点的数值分别作为所述输出采样点的数值，所述输出采样点的个数为N。
优选的，所述第二重采样比例模块具体用于根据N＝((unsigned long long)(CountIn+1)*(SampRateOut/SampRateIn))-((unsigned long long)CountIn*(SampRateOut/SampRateIn))得到所述重采样比例N，其中，unsigned long long表示取整运算，N为当前输入采样点对应的重采样比例，CountIn为当前输入采样点的序号，SampRateOut为输出采样率，SampRateIn为输入采样率。
其中，unsigned long long表示无符号长型整数，不能表示负数，在本实施例中表示对(CountIn+1)*(SampRateOut/SampRateIn)进行取整运算，unsigned long long的最大值为18446744073709551615。N为当前输入采样点对应的重采样比例、CountIn为当前输入采样点的序号、SampRateOut为输出采样率、SampRateIn为输入采样率。本实施例在重采样过程为升采样时，将当前输入采样点的序号加1后乘以输出采样率与输入采样率的比值得到第一乘积，并将该第一乘积进行取整；再将当前输入采样点的序号乘以输出采样率与输入采样率的比值得到第二乘积，并将该第二乘积进行取整，取整后的第一乘积减去取整后的第二乘积，得到升采样处理时的重采样比例N。
采用上述公式计算重采样比例N，使得本实施例的技术方案可以适用于输出采样率除以输入采样率得到的数值为非整数的情况，提高信号处理的适用范围。
本实施例通过当前输入采样点的信息、输入采样率和输出采样率确定升采样的重采样比例，通过当前输出采样点的信息、输入采样率和输出采样率确定降采样的重采样比例；并根据重采样比例选取当前输入采样点为特征采样点，或者从多个输入采样点中选取当前输入采样点对应的特征采样点，使得输出采样点保留了输入采样点的特征值，避免对重采样的输出采样点的再次滤波，提高了信号处理的效率，并保证了输出信号的准确性。
图5是可以实现本发明实施例的监护设备的示意图。参见图5，所述监护设备包括如实施例四所述的信号处理装置，可以用于实施本发明的第一实施例至第三实施例中提供的任一种信号处理方法。所述监护设备包括信号采集装置 510、显示装置520和信号处理装置530，所述信号处理装置530分别与所述信号采集装置510和显示装置520电连接，所述信号处理装置530采集使用者的体征信号，所述信号处理装置530根据所述信号采集装置510的采样率和所述显示装置520的采样率对所述体征信号进行重采样处理，所述显示装置520显示重采样处理后的体征信号。
信号采集装置510包括各种传感器和/或电极。传感器用于采集人体生理或生化参数，并将采集到的生理信号转换成相应的电信号输出。例如：体表接触电极，用作测ECC，EEG等；pH电极，用来测量酸碱度；压力换能器，用作测脉管内压力或呼吸；其他还有气流速度与血流速度等检测器。传感器用于采集非电量信号，例如血压、体温、呼吸、血氧等，传感器将采集到的各种非电量信号转换为与之有确定函数关系的电信号。电极用于采集电量信号，例如心电信号。
信号处理装置530可以包括电子线路和数字逻辑电路或微处理机等，实现信号采集装置510输出信号的处理和判断及输出正确可在显示装置520显示的电信号。
显示装置520可以包括指针式指示器、数字显示器、示波器和/或信号灯等装置。
监护设备还包括报警装置540，报警装置540与信号处理装置530相连，可以包括音响和/或视觉两类报警器，当有危机情况出现时则自动报警通知用户、用户的家人和/或医护人员等。
监护设备还包括控制装置550，控制装置550与信号处理装置530相连，用于控制电子和机械的自动控制电路，例如控制氧气罐的进气速度和/或点滴的 流速等等。
监护还包括记录装置560，控制装置550与信号处理装置530相连，用于将监护仪监视到的数据存档。
监护设备还包括给各个部件供电的电源(比如电池)，优选的，电源可以通过电源管理系统与信号采集装置、显示装置和信号处理装置逻辑相连，从而通过电源管理系统实现管理充电、放电、以及功耗管理等功能。电源还可以包括一个或一个以上的直流或交流电源、再充电系统、电源故障检测电路、电源转换器或者逆变器、电源状态指示器等任意组件。
尽管未示出，监护设备还可以包括WiFi模块、蓝牙模块等，在此不再一一赘述。
显然，本领域技术人员应该明白，上述产品可执行本发明任意实施例所提供的方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (17)

  1. 一种信号处理方法，其特征在于，包括：
    获取当前输入采样点的信息、当前输出采样点的信息、输入采样率和输出采样率；
    根据所述当前输入采样点的信息、当前输出采样点的信息、所述输入采样率和/或输出采样率确定所述当前输入采样点对应的特征采样点和重采样比例；
    根据所述特征采样点和所述重采样比例确定所述当前输入采样点对应的输出采样点的信息。
  2. 根据权利要求1所述的信号处理方法，其特征在于，所述当前输入采样点的信息包括所述当前输入采样点的数值和所述当前输入采样点的序号；所述当前输出采样点的信息包括所述当前输出采样点的序号。
  3. 根据权利要求2所述的信号处理方法，其特征在于，所述根据所述当前输入采样点的信息、当前输出采样点的信息、所述输入采样率和/或输出采样率确定所述当前输入采样点对应的特征采样点和重采样比例之前，还包括：
    获取所述当前输入采样点对应的基线的数值。
  4. 根据权利要求3所述的信号处理方法，其特征在于，所述根据所述当前输入采样点的信息、当前输出采样点的信息、所述输入采样率和/或输出采样率确定所述当前输入采样点对应的特征采样点和重采样比例包括：
    如果所述输入采样率大于所述输出采样率，则根据所述当前输出采样点的信息、所述输入采样率和输出采样率确定所述当前输入采样点对应的重采样比例M，所述M为大于1的自然数；
    获取所述当前输入采样点之后的M-1个输入采样点的信息；
    将所述当前输入采样点与所述M-1个输入采样点中距离基线最远的输入采 样点作为所述当前输入采样点对应的特征采样点。
  5. 根据权利要求4所述的信号处理方法，其特征在于，所述根据所述特征采样点和所述重采样比例确定所述当前输入采样点对应的输出采样点的信息包括：
    所述输出采样点的个数为1，将所述特征采样点的数值作为所述输出采样点的数值。
  6. 根据权利要求4或5所述的信号处理方法，其特征在于，根据所述当前输出采样点的信息、所述输入采样率和输出采样率确定所述当前输入采样点对应的重采样比例M包括：
    根据
    M＝((unsigned long long)(CountOut+1)*(SampRateIn/SampRateOut))-((unsigned long long)CountOut*(SampRateIn/SampRateOut))
    得到所述重采样比例M，其中，unsigned long long表示取整运算，M为当前输入采样点对应的重采样比例，CountOut为当前输出采样点的序号，SampRateOut为输出采样率，SampRateIn为输入采样率。
  7. 根据权利要求2所述的信号处理方法，其特征在于，所述根据所述当前输入采样点的信息、当前输出采样点的信息、所述输入采样率和/或输出采样率确定所述当前输入采样点对应的特征采样点和重采样比例包括：
    如果所述输入采样率小于所述输出采样率，则根据所述当前输入采样点的信息、所述输入采样率和输出采样率确定所述当前输入采样点对应的重采样比例N，所述N为大于1的自然数；
    将所述当前输入采样点作为所述当前输入采样点对应的特征采样点。
  8. 根据权利要求7所述的信号处理方法，其特征在于，所述根据所述特征采样点和所述重采样比例确定所述当前输入采样点对应的输出采样点的信息包括：
    所述输出采样点的个数为N，将所述特征采样点的数值分别作为所述N个输出采样点的数值。
  9. 根据权利要求7或8所述的信号处理方法，其特征在于，根据所述当前输入采样点的信息、所述输入采样率和输出采样率确定所述当前输入采样点对应的重采样比例N包括：
    根据
    N＝((unsigned long long)(CountIn+1)*(SampRateOut/SampRateIn))-((unsigned long long)CountIn*(SampRateOut/SampRateIn))
    得到所述重采样比例N，其中，unsigned long long表示取整运算，N为当前输入采样点对应的重采样比例，CountIn为当前输入采样点的序号，SampRateOut为输出采样率，SampRateIn为输入采样率。
  10. 根据权利要求1所述的信号处理方法，其特征在于，在根据所述特征采样点和所述重采样比例确定所述当前输入采样点对应的输出采样点的信息之后，还包括：
    根据所述输出采样率显示所述输出采样点。
  11. 一种信号处理装置，其特征在于，包括：
    信息获取单元，用于获取当前输入采样点的信息、当前输出采样点的信息、输入采样率和输出采样率；
    处理单元，与所述信息获取单元相连，用于根据所述当前输入采样点的信 息、当前输出采样点的信息、所述输入采样率和/或输出采样率确定所述当前输入采样点对应的特征采样点和重采样比例；并根据所述特征采样点和所述重采样比例确定所述当前输入采样点对应的输出采样点的信息。
  12. 根据权利要求11所述的信号处理装置，其特征在于，所述当前输入采样点的信息包括所述当前输入采样点的数值和所述当前输入采样点的序号；所述当前输出采样点的信息包括所述当前输出采样点的序号；
    所述信息获取单元还用于获取所述当前输入采样点对应的基线的数值。
  13. 根据权利要求12所述的信号处理装置，其特征在于，所述处理单元包括：
    第一重采样比例模块，用于如果所述输入采样率大于所述输出采样率，则根据所述当前输出采样点的信息、所述输入采样率和输出采样率确定所述当前输入采样点对应的重采样比例M，所述M为大于1的自然数；
    所述信息获取单元还用于获取所述当前输入采样点之后的M-1个输入采样点的信息；
    第一特征点模块，分别与所述第一重采样比例模块和所述信息获取单元相连，用于将所述当前输入采样点与所述M-1个输入采样点中距离基线最远的输入采样点作为所述当前输入采样点对应的特征采样点；
    第一输出采样点模块，与所述第一特征点模块相连，用于将所述特征采样点的数值作为所述输出采样点的数值，所述输出采样点的个数为1。
  14. 根据权利要求13所述的信号处理装置，其特征在于，所述第一重采样比例模块具体用于根据
    M＝((unsigned long long)(CountOut+1)*(SampRateIn/SampRateOut))-((unsigned long long)CountOut*(SampRateIn/SampRateOut))
    得到所述重采样比例M，其中，unsigned long long表示取整运算，M为当前输入采样点对应的重采样比例，CountOut为当前输出采样点的序号，SampRateOut为输出采样率，SampRateIn为输入采样率。
  15. 根据权利要求12所述的信号处理装置，其特征在于，所述处理单元包括：
    第二重采样比例模块，用于如果所述输入采样率小于所述输出采样率，则根据所述当前输入采样点的信息、所述输入采样率和输出采样率确定所述当前输入采样点对应的重采样比例N，所述N为大于1的自然数；
    第二特征点模块，与第二重采样比例模块相连，用于将所述当前输入采样点作为所述当前输入采样点对应的特征采样点；
    第二输出采样点模块，与所述第二特征点模块相连，用于将所述特征采样点的数值分别作为所述输出采样点的数值，所述输出采样点的个数为N。
  16. 根据权利要求15所述的信号处理装置，其特征在于，所述第二重采样比例模块具体用于根据
    N＝((unsigned long long)(CountIn+1)*(SampRateOut/SampRateIn))-((unsigned long long)CountIn*(SampRateOut/SampRateIn))
    得到所述重采样比例N，其中，unsigned long long表示取整运算，N为当前输入采样点对应的重采样比例，CountIn为当前输入采样点的序号，SampRateOut为输出采样率，SampRateIn为输入采样率。
  17. 一种监护设备，其特征在于，包括信号采集装置、显示装置和如权利要求11至16任一项所述的信号处理装置，所述信号处理装置分别与所述信号采集装置和显示装置电连接，所述信号处理装置采集使用者的体征信号，所述 信号处理装置根据所述信号采集装置的采样率和所述显示装置的采样率对所述体征信号进行重采样处理，所述显示装置显示重采样处理后的体征信号。
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