java - 来自麦克风的平滑信号 - 心跳

Question

我正在使用血氧仪开展项目。我想对其进行平滑处理，以便可以使用它来计算心跳。我正在从麦克风收集原始数据，我将它们放在新数组中，比方说，sData[]。

信号真的很疯狂，如预期的那样在整个图上跳跃，所以我尝试使用移动平均线对其进行平滑处理。所以我的主要代码看起来像这样。

writeAudioDataToFile(); 
for (int a = 0; a < sData.length; a++) {  
      tempAvg += Math.abs(sData[a]);
      if (a % numberOfSamplesAveraged == 0) { //Average from x samples
            if (myIndex > SAMPLE_SIZE - 1) {
                myIndex = 0;
            }
            tempAvg = tempAvg / numberOfSamplesAveraged;
            if (tempAvg > 500) {
                newDataArray[myIndex] = 500;
            }else{
                newDataArray[myIndex] = tempAvg;
     } //This is suppose to clear the high peaks.

     Log.d("isRecording - Average from " + numberOfSamplesAveraged + " numbers.", "newDataArray[" + myIndex + "] = " + newDataArray[myIndex]);
     tempAvg = 0;
     myIndex++;
   }
}
notifier.notifyObservers();
Log.d("Notifier", "Notifier Fired!");

Thread.sleep(20); //Still experimenting with this value

它看起来很乱，但是情节(我正在使用 AndroidPlot 顺便说一句)看起来不错，但它太不准确了，所以我无法从中计算出心率。它在“高”状态下有如此多的“反弹”。我在互联网上发现某种过滤器(也许是 IIR 过滤器)可以完成这项工作。所以我只想问你们我怎样才能得到一个漂亮的平滑图表？ IIR 滤波器是可行的方法吗？是否有任何免费的小程序/lib 来平滑它？这是我在这里的第一个问题，所以如果写得不好，我真的很抱歉。如果您需要更多信息来帮助我，请尽管询问。这是我的图表现在的样子。

http://oi62.tinypic.com/2uf7yoy.jpg//不能在这里张贴我的新图片。

虽然这是幸运的。我需要更流畅的输出。

Answer 1

测量时出现的噪声频率很高。你应该过滤你的信号，也就是说你应该保留信号的低频部分并抑制信号的高频部分。你可以做到，制作一个低通滤波器。例如，它可以是一阶惯性模型。我建议将通带设为 ~~10 kHz，因为人们听到的声音范围是 2 kHz 到 20 kHz。那么适当的采样时间是 0.0001 秒(0.1 毫秒)。离散模型有以下等式:

y[k] = 0.9048*y[k-1] + 0.09516*u[k-1],

其中 u 是一个测量 vector (直接来自麦克风，输入我们的过滤器)，y 是您要分析的 vector (因此是我们过滤器的输出)。

如您所见，您可以计算一个样本编号 1，您可以将 0 分配给样本编号 0。毕竟，您可以尝试绘制 y vector 。