心跳监视器应用程序：CSE 590 Spring 2015的创新技术

资源摘要信息:"心跳监视器应用程序，针对 CSE 590 Spring 2015 编写，由 Keith Stone 开发。该程序设计用于通过前置摄像头检测心跳，并在几秒钟内显示心率数据。UI 界面简单直观，通过与 ReadingList 对象交互来处理和展示数据。" 在介绍心跳监视器应用程序的具体知识点之前，需要理解心跳监测的基本原理和技术背景。心跳监测技术依赖于光电容积脉搏波描记法（Photoplethysmography, PPG），这是一种利用光的吸收特性来检测血液容积变化的技术。PPG 技术通常用于无创监测血流量和血氧饱和度。 ### 知识点解析 1. **前置摄像头和光线使用** 应用程序要求用户将手指放在前置摄像头上方，并通过相机闪光灯或其它方法从上方提供照明，以便更准确地捕捉到血液流动带来的颜色变化。这背后的原理是，随着心脏的每次跳动，血液流量在指尖微循环中产生周期性变化，这些变化可被摄像头检测到，并通过分析血液中血红蛋白的吸收特性转换为可观察的光强度变化。 2. **数据处理流程** 当用户按下记录按钮后，应用程序通过 ReadingList 对象来推送和检索数据。这个对象扮演数据协调者和分发者的角色。它将原始数据分配到不同的参考窗口中，并计算出所有数据的总和。ReadingList 还负责在多个窗口可用时创建它们，并且每个窗口都有固定的大小。 3. **UI 界面** UI 界面负责查询给定窗口的当前心率（BPM）。这个过程涉及到从 ReadingList 中获取数据，并通过平均几个窗口中的 BPM 来计算出最终的心率值。这种设计允许更稳定的读数，并能减少瞬时的异常值带来的影响。 4. **心率计算** 程序通过设置窗口来计算心率，该窗口利用带通滤波器进行处理，将频率范围限定在0.8到2.5Hz之间，这是因为心跳的频率一般在这个范围内。采样率由主 Android 处理类控制，而中值滤波器的使用（宽度为3）有助于减少噪声和不规则的心跳数据。此外，微分和过零计数的算法用于更精确地确定心率。 5. **Java 编程语言** 程序的标签为 Java，表明该心跳监视器应用程序是用 Java 编程语言开发的。Java 作为一种高级编程语言，在Android开发中广泛使用，因为 Android SDK 提供了大量的Java API来帮助开发者构建应用程序。 6. **文件结构** 压缩包子文件的文件名称列表“HeartBeatMonitor-master”表明该应用可能以开源项目的形式提供，包含源代码和相关文档。在源代码中，开发者可以找到用于实现上述功能的 Java 类和方法，以及可能的 Android 资源文件和布局文件。 ### 结语 此心跳监视器应用程序对于生物信息学、健康监测技术以及 Android 应用程序开发领域的专业人士和学习者具有一定的参考价值。通过了解心跳检测技术及其在移动设备上的应用，可以加深对无创生物信号监测技术的理解，并为开发类似的健康监测设备或应用程序提供技术基础。