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摘要脉搏和血氧饱和度是两种最重要的人体生理参数，其数值大小和变化趋势直接反映了人体特别是心脏、血液循环系统的健康程度和疾病预后。对脉搏和血氧饱和度进行方便、准确的无创检测，既可帮助病人及其医生了解其身体状况，及时进行诊治，防止病情恶化和伤亡事件的发生，又可帮助健康人适当地调整运动量，防止超负荷的运动强度对身体造成伤害。正因为如此，实现脉搏和血氧饱和度的实时、便利、无创、精确检测的方法、技术和产品日益成为研究开发的热点。然而，现有的该类医用设备普遍价格较高且便携性差，家用便携式设备的检测精度和重复性普遍差强人意，且价格较高，难以普及。因此，目前开展相关研究和开发仍然十分必要和迫切。<br>　　随着基于Android系统的智能手机的日益普及，以其为基础开发脉搏和血氧饱和度的低成本便捷检测系统，显然是一种现实且较好的选择。因此，本文首先在分析研究的基础上，选定与医学专用设备（血氧监护仪）相似的PPG（Photo Plethysmo Graphy，光电容积脉搏波描记法）法，作为基本检测原理。其要点是：基于血液流动会引起脉搏、血氧饱和度和指尖容积（暨透/反光度）的同步变化这一事实，利用手机的摄像头配合其闪光灯，拍摄反映人体指尖血液颜色变化的彩色视频，再经过（图像亮度—曲线幅度）变换、降噪、特征点识别和比对、生理参数计算等步骤，测得脉搏、血氧饱和度等参数。<br>　　其次，由于智能手机硬件资源所限，其通过摄像头采集到的视频信号中，存在着多种类型的噪声干扰，如：人体肌肉动作和体位变化引起的高、低频噪声，光照变化等引起的超低频噪声（基线漂移）等，都会影响检测的精度，因此必须（在变换前后）进行降噪处理。为此，本文根据所采集视频、信号的特征，研究了小波变换降噪原理，分析对比了常用的小波基、阈值函数，通过实验选定了Coif5小波、硬阈值、Penalized这一组合用于PPG信号降噪，以获取较高的信噪比、较低的均方误差和较高的检测精度。<br>　　最后，本文在前述分析论证的基础上，经过实验分析验证后，具体进行了基于Android手机的脉搏和血氧饱和度检测软件的算法设计和编程实现，该软件基于 PPG 原理进行测量，使用智能手机自带的摄像头与闪光灯，拍摄灯光经人体指尖反射后形成的血液颜色变化视频，经变换获得灰度变化曲线，然后利用小波变换进行信号去噪，利用快速傅里叶变换进行信号寻峰，进而测得脉搏与血氧饱和度参数，实现了对脉搏、血氧这两个重要生理参数的同时、实时检测及基于 SQLite 数据库的信息存储，且除手机外无需添加任何硬件，故成本较低、便携性较强。因此，相信本文的工作和成果对于相关研究和开发具有一定的参考价值。