光电测量仪(PPG)生物信号处理附Matlab代码

光电测量仪(PPG)生物信号处理附Matlab代码

光电测量仪(PPG)可以非侵入地测量人体皮肤表面的微小变化，被广泛应用于心电图、血氧饱和度、血压等生物信号的监测。本文将介绍使用Matlab对PPG信号进行预处理、滤波、峰值检测和频域分析等处理，并提供相应代码供读者参考。

1. PPG信号预处理

PPG信号通常包含大量的高频噪声和基线漂移等，需要进行预处理以提高后续处理的准确性。通常采用基线漂移去除和直流偏移去除两种方法。

基线漂移去除：使用中值滤波或高斯滤波平滑PPG信号来估计其基线，然后将原始信号减去估计的基线即可去除基线漂移。

直流偏移去除：使用差分运算法或高通滤波器去除信号的直流偏移。

下面是基线漂移去除的Matlab代码示例：

ppg = load('ppg_data.mat'); % 导入PPG数据
Fs = 100; % 采样率为100Hz
N = length(ppg); % 信号长度
baseline = medfilt1(ppg, Fs/2); % 用中值滤波估计基线
ppg = ppg - baseline; % 基线漂移去除

2. PPG信号滤波

PPG信号的高频噪声和低频干扰会影响后续峰值检测和频域分析等处理的准确性，因此需要进行滤波处理。常用的滤波方法包括低通滤波、高通滤波和带通滤波等。

下面是一个常用的二阶巴特沃斯低通滤波器的Matlab代码示例：

fc = 10; % 截止频率为10Hz
[b,a] = butter(2,fc/(Fs/2),'lo