帮我写个Python程序 从采集到的PPG信号文件中导入数据,已知采样频率为40Hz。 2. 计算所采集到的全部数据的持续时间并告知用户,然后用户可以任意指定某个时间段进行心率分析(提示:用户输入分析时间段为x1分y1秒到x2分y2秒,则开始分析位置为(x1*60+y1)406,分析数据点数量为((x2-x1)*60+(y2-y1))*40,注意保证程序健壮性,要对用户输入的分析时间是否合理进行判断)。 1) 分析该时间段内所有完整心跳周期的平均心率并打印出来,单位为次/分,精确到小数点后1位。 2) 绘制出所分析数据的图形,包括原始波形和进行均值滤波之后的波形,作为两个子图放在同一figure中;在进行均值滤波之后的波形图中找出所分析时间段内全部PPG信号的完整周期,即在波峰或波谷处用明显的标识标出

时间: 2024-03-26 08:35:48 浏览: 23
好的,以下是代码实现,注意代码中的注释: ```python import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt # 从PPG信号文件中导入数据 def import_data(file_name): data = np.loadtxt(file_name, dtype=float, delimiter=',') return data # 计算数据持续时间 def calc_duration(data, fs): duration = len(data) / fs return duration # 计算心率 def calc_heart_rate(data, fs, start_time, end_time): # 将开始时间和结束时间转换成数据点位置 start_pos = int(start_time * 60 + end_time) * fs end_pos = int(end_time * 60 + end_time) * fs # 判断输入的时间是否合理 if start_pos < 0 or end_pos > len(data): print("输入的时间段不合理!") return # 计算心率 heart_rates = [] for i in range(start_pos, end_pos): if i + fs < len(data): # 计算1秒内的数据的均值 mean_value = np.mean(data[i:i+fs]) # 判断是否出现心跳周期 if data[i+fs] > mean_value and data[i+fs-1] < mean_value: heart_rate = 60 / ((i+fs) / fs - start_time*60 - end_time) heart_rates.append(heart_rate) # 计算平均心率 avg_heart_rate = np.mean(heart_rates) print("所分析时间段内的平均心率为:%.1f 次/分" % avg_heart_rate) # 绘制波形图 def plot_waveform(data, fs, start_time, end_time): # 将开始时间和结束时间转换成数据点位置 start_pos = int(start_time * 60 + end_time) * fs end_pos = int(end_time * 60 + end_time) * fs # 判断输入的时间是否合理 if start_pos < 0 or end_pos > len(data): print("输入的时间段不合理!") return # 原始波形 plt.subplot(211) plt.plot(data[start_pos:end_pos]) plt.title("原始波形") plt.xlabel("时间(秒)") plt.ylabel("PPG幅值") # 均值滤波后的波形 plt.subplot(212) filtered_data = np.convolve(data, np.ones((10,))/10, mode='valid') plt.plot(filtered_data[start_pos:end_pos]) plt.title("均值滤波后的波形") plt.xlabel("时间(秒)") plt.ylabel("PPG幅值") # 查找心跳周期并标记 heart_rates = [] for i in range(start_pos, end_pos): if i + fs < len(filtered_data): # 计算1秒内的数据的均值 mean_value = np.mean(filtered_data[i:i+fs]) # 判断是否出现心跳周期 if filtered_data[i+fs] > mean_value and filtered_data[i+fs-1] < mean_value: plt.annotate("心跳周期", xy=(i+fs-start_pos, filtered_data[i+fs]), xytext=(i+fs-start_pos, filtered_data[i+fs]+0.1), arrowprops=dict(facecolor='red', shrink=0.05)) plt.show() # 主函数 if __name__ == '__main__': # 导入数据 data = import_data('ppg_signal.txt') # 计算持续时间 duration = calc_duration(data, 40) print("PPG信号的持续时间为:%.1f 秒" % duration) # 计算心率并绘制波形图 start_time = float(input("请输入开始时间(分):")) start_second = float(input("请输入开始时间(秒):")) end_time = float(input("请输入结束时间(分):")) end_second = float(input("请输入结束时间(秒):")) calc_heart_rate(data, 40, start_time, start_second, end_time, end_second) plot_waveform(data, 40, start_time, start_second, end_time, end_second) ``` 你可以将上述代码保存为一个名为 `ppg_analysis.py` 的文件,然后将采集到的PPG信号文件保存为 `ppg_signal.txt` 放在同一目录下,然后在终端中进入该目录,运行以下命令: ``` python ppg_analysis.py ``` 接着按照提示输入开始时间和结束时间,即可进行心率分析并绘制波形图。

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