紅外線接收探頭獲取的動脈搏動光脈沖信號的數字匹配濾波的過程是通過輸入信號序列s（n）與匹配濾波器的沖擊響應序列h（n）求卷積的方法來實現的。 由于匹配濾波器只匹配相應的輸入信號，一旦輸入信號發生變化，原來的匹配濾波就不再稱為匹配濾波器了，而脈搏波十分復雜，即使同一人的脈搏也不是每一周期都相同，所以需要針對脈搏信號的特征設計匹配濾波器。根據脈搏波的形成機理和脈搏的特征點，設計了四種脈搏波微分波形作為匹配濾波器的模板，如圖3所示。模板長度為100，恰好是微分波形主脈沖峰的寬度。

　　圖3 匹配濾波器模板

　　工作時，通過比較四個模板的輸出結果來確定使用哪一個濾波器的輸出值。

　　本設計利用uPSD3234內置的ADC對經預處理后的脈搏信號進行采樣，采樣頻率為500Hz.

　　下面將簡單介紹整個數據處理過程：

　　1）經ADC通道0和通道1采樣得到信號波形圖如4圖所示。

　　圖4 采用波形

　　2）對采樣的交流信號數據進行低通濾波。由于設計僅實現心率檢測的功能，故此低通濾波截止頻率設計為8.5Hz，部分波形如圖5所示。

　　圖5 低通濾波輸出

　　3）利用脈搏波形態上具有陡峭上升沿的特點，通過微分運算將其突出出來，部分波形如圖6所示。

　　圖6 數字微分波形

　　4）檢測上面微分波形圖的負脈沖信號需要用到匹配濾波器。另外，由于匹配濾波輸出值會因為心率檢測儀的使用對象、放置位置等因素的影響而產生很大的變化，所以在設計中還需要其能夠自動調節閾值。信號大于閾值，則認為是檢測到了一個心跳信號。匹配濾波及檢測輸出的效果如圖7所示。

　　圖7 匹配濾波輸出、閾值線及心跳檢測信號

　　以上信號處理得到的心跳檢測信號即是反映人體瞬時心跳的信號，據此可用一種中值算法精確地計算出測量對象的心率。此中值算法為：如果心跳檢測信號的兩個脈沖間隔在人心跳的正常間隔內，則記錄間隔時間，否則跳過。在記錄足夠的心跳間隔后即可算出這些間隔的中值。根據中值可以規定這些間隔的上下邊界。處在上下邊界之間的值視為有效間隔值。當有效間隔值的數目超過設定的數量時，就可以算出平均間隔值。由于采樣頻率為500Hz，所以每個間隔為2us.由此得出比較精確的心率。