帮我写个Python程序,要求如下: 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 07:36:04 浏览: 47
好的,根据您的要求,我为您编写了一个Python程序。程序中包括了如下功能:
1. 从采集到的PPG信号文件中读取数据,并计算数据的持续时间;
2. 让用户指定时间段进行心率分析,并判断用户输入的时间是否合理;
3. 计算指定时间段内所有完整心跳周期的平均心率,并打印出来;
4. 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,并在滤波后的波形图中标识出完整周期。
以下是程序代码:
```python
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
from scipy.signal import find_peaks
# 从文件中读取PPG信号数据,并返回数据和采样频率
def read_data(file_path):
data = np.loadtxt(file_path, delimiter=',')
fs = 40 # 采样频率为40Hz
return data, fs
# 计算数据的持续时间
def calc_duration(data, fs):
duration = len(data) / fs
print("数据持续时间为:{:.1f}秒".format(duration))
return duration
# 让用户指定分析时间段,并返回分析数据的起始位置和数据点数量
def choose_time(data_len):
start_time = input("请输入分析时间段的起始时间(格式为x分y秒,例如3分20秒):")
end_time = input("请输入分析时间段的结束时间(格式为x分y秒,例如5分10秒):")
start_min, start_sec = map(int, start_time[:-1].split("分"))
end_min, end_sec = map(int, end_time[:-1].split("分"))
start_pos = (start_min * 60 + start_sec) * 40
end_pos = (end_min * 60 + end_sec) * 40
if start_pos >= end_pos:
print("分析时间段不合法!")
return None
if end_pos > data_len:
print("分析时间段不应超过数据持续时间!")
return None
data_len = end_pos - start_pos
print("分析数据的起始位置为第{}个数据点,数据点数量为{}个".format(start_pos, data_len))
return start_pos, data_len
# 计算心率
def calc_heart_rate(data, fs, start_pos, data_len):
# 对数据进行均值滤波
filtered_data = np.convolve(data, np.ones(5)/5, mode='valid')
# 在滤波后的数据中寻找心跳周期
peaks, _ = find_peaks(filtered_data, distance=int(fs*0.8))
peaks = peaks[(peaks >= start_pos) & (peaks <= start_pos+data_len)]
# 计算心率
heart_rates = np.diff(peaks) / fs * 60
avg_heart_rate = np.mean(heart_rates)
print("所选时间段内的平均心率为:{:.1f}次/分".format(avg_heart_rate))
# 绘制原始数据和滤波后的数据
t = np.arange(len(data)) / fs
fig, (ax1, ax2) = plt.subplots(2, 1)
ax1.plot(t, data)
ax1.set_title("原始数据")
ax2.plot(t[:len(filtered_data)], filtered_data)
ax2.set_title("滤波后的数据")
# 在滤波后的数据中标识出心跳周期
ax2.plot(t[peaks], filtered_data[peaks], "x", color='r')
plt.show()
# 主程序
if __name__ == "__main__":
file_path = input("请输入PPG信号文件的路径:")
data, fs = read_data(file_path)
data_len = len(data)
duration = calc_duration(data, fs)
while True:
result = choose_time(data_len)
if result is not None:
start_pos, data_len = result
calc_heart_rate(data, fs, start_pos, data_len)
break
```
您可以将上述代码保存为一个Python文件,然后在命令行中运行该文件。程序将会提示您输入PPG信号文件的路径,然后会计算数据的持续时间并让您指定分析时间段。如果您输入的时间段合法,程序将会计算该时间段内的平均心率并绘制数据的图形,图形中标识出了心跳周期。
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