检测心率的方法、装置及可穿戴设备制造方法及图纸

本申请提供一种检测心率的方法、装置及可穿戴设备，该方法包括：计算预设时间周期内获取的第一PPG数据的时域特征值和频域特征值；根据所述第一PPG数据的时域特征值、所述频域特征值以及所述用户在所述预设时间周期内的活动量，确定所述预设时间周期内的心率信号质量；根据所述第一PPG数据的时域特征值、所述频域特征值、所述预设时间周期内的心率信号质量、以及前一预设时间周期的心率相关数据，确定所述用户在所述预设时间周期内的心率值，其中，所述心率相关数据包括心率值和心率信号质量。本申请的技术方案可以有效减小噪声对PPG数据的影响，提高安静心率计算的准确性。

【技术实现步骤摘要】
检测心率的方法、装置及可穿戴设备
本申请涉及可穿戴设备
，尤其涉及一种检测心率的方法、装置及可穿戴设备。
技术介绍
心率是指正常人安静状态下每分钟心跳的次数，是确定人身体是否健康的重要指标，实时和便捷测量心率越来越受到人们的重视。现有技术中，可通过光电容积描记(PhotoPlethysmoGraphy，PPG)技术检测人体心率。受多种因素影响，使用设备采集的PPG数据可能会受到干扰，例如，设备佩戴位置、佩戴设备的用户的身体姿势、皮肤与设备的相对位移等等都会对PPG数据产生干扰，对PPG数据造成污染，所采集的PPG数据无法保证心率信号质量，导致心率检测不准确，进而影响对用户身体健康的判断。
技术实现思路
有鉴于此，本申请提供一种新的技术方案，可以解决由于心率信号质量导致的心率检测不准确的技术问题。为实现上述目的，本申请提供技术方案如下：根据本申请的第一方面，提出了一种检测心率的方法，应用在可穿戴设备上，包括：计算预设时间周期内获取的第一光电容积描记PPG数据的时域特征值和频域特征值；根据所述第一PPG数据的时域特征值、所述频域特征值以及所述用户在所述预设时间周期内的活动量，确定所述预设时间周期内的心率信号质量；根据所述第一PPG数据的时域特征值、所述频域特征值、所述预设时间周期内的心率信号质量、以及前一预设时间周期的心率相关数据，确定所述用户在所述预设时间周期内的心率值，其中，所述心率相关数据包括心率值和心率信号质量。根据本申请的第二方面，提出了一种检测心率的装置，应用在可穿戴设备上，包括：计算模块，用于计算预设时间周期内获取的第一光电容积描记PPG数据的时域特征值和频域特征值；质量确定模块，用于根据所述计算模块计算得到的所述第一PPG数据的时域特征值、所述频域特征值以及所述用户在所述预设时间周期内的活动量，确定所述预设时间周期内的心率信号质量；心率确定模块，用于根据所述计算模块计算得到的所述第一PPG数据的时域特征值、所述频域特征值、所述质量确定模块确定的所述预设时间周期内的心率信号质量、以及前一预设时间周期的心率相关数据，确定所述用户在所述预设时间周期内的心率值，其中，所述心率相关数据包括心率值和心率信号质量。根据本申请的第三方面，提出了一种可穿戴设备，所述可穿戴设备包括：处理器；用于存储所述处理器可执行指令的存储器；其中，所述处理器，被配置为执行上述权利要求所述的检测心率的方法。由以上技术方案可见，本申请可以准确地确定用户的心率信号质量、时域特征值和频域特征值，从而实现在将心率信号质量考虑在内的情况下结合PPG数据的时域特征值和频域特征值计算用户的心率值，可以有效减小噪声对PPG数据的影响，提高安静心率计算的准确性；此外，本申请还可以使用历史心率相关数据对当前心率值进行修正，进而可以保证心率值的稳定性和准确性，提高对用户心率检测的可信度。附图说明图1A示出了根据本专利技术的一示例性实施例的检测心率的方法的流程示意图；图1B示出了根据本专利技术的一示例性实施例的采集的第二PPG数据的示意图；图1C示出了根据本专利技术的一示例性实施例的对图1B所示的第二PPG数据进行预处理后的第一PPG数据的时域数据示意图；图1D示出了根据本专利技术的一示例性实施例的对图1B所示的第二PPG数据进行预处理后的第一PPG数据的时域数据进行快速傅氏变换(FastFourierTransformation，FFT)后的频域数据示意图；图1E示出了根据本专利技术的一示例性实施例的采集的又一PPG数据的示意图；图1F示出了根据本专利技术的一示例性实施例的技术方案对采集的图1E所示的又一PPG数据进行处理后得到的心率结果示意图；图1G示出了根据本专利技术的一示例性实施例的用于检测心率的可穿戴设备的示意图；图2A示出了根据本专利技术的又一示例性实施例的如何得到心率信号质量的流程示意图；图2B示出了根据本专利技术的又一示例性实施例的心率信号质量计算方式示意图；图3示出了根据本专利技术的又一示例性实施例的如何计算心率值的流程示意图；图4示出了根据本专利技术的又一示例性实施例的检测心率的方法的流程示意图；图5示出了根据本专利技术的一示例性实施例的可穿戴设备的结构示意图；图6示出了根据本专利技术的一示例性实施例的检测心率的装置的结构示意图；图7示出了根据本专利技术的又一示例性实施例的检测心率的装置的结构示意图；图8示出了根据本专利技术的另一示例性实施例的检测心率的装置的结构示意图。具体实施方式这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。应当理解，尽管在本申请可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本申请范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。为对本申请进行进一步说明，提供下列实施例：图1A示出了根据本专利技术的一示例性实施例的检测心率的方法的流程示意图，图1B示出了根据本专利技术的一示例性实施例的采集的第二PPG数据的示意图，图1C示出了根据本专利技术的一示例性实施例的对图1B所示的第二PPG数据进行预处理后的第一PPG数据的时域数据示意图，图1D示出了根据本专利技术的一示例性实施例的对图1B所示的第二PPG数据进行预处理后的第一PPG数据的时域数据进行FFT变换后的频域数据示意图，图1E示出了根据本专利技术的一示例性实施例的采集的又一PPG数据的示意图，图1F示出了根据本专利技术的一示例性实施例的技术方案对采集的图1E所示的又一PPG数据进行处理后得到的心率结果示意图，图1G示出了根据本专利技术的一示例性实施例的用于检测心率的可穿戴设备的示意图；本实施例可应用在可穿戴设备(智能手环，智能脚环等)上，如图1A所示，包括如下步骤：步骤101，计算预设时间周期内获取的第一光电容积描记PPG数据的时域特征值和频域特征值。在一实施例中，预设时间周期可以为每分钟或者每秒钟等设定时间间隔。在一实施例中，由于所采集的第二PPG数据往往伴有高频噪声甚至脉冲噪声等，因此可对第二PPG数据进行预处理，得到第一PPG数据。在一实施例中，预处理包括但不限于：滤波处理(例如：时域滤波、平滑滤波、中值滤波和自适应滤波等滤波方法)、降低采样率的处理。如图1B所示，为可穿戴设备的光电接收器所采集的第二PPG数据的波形示意图，横轴表示采样时间点，例如横轴对应的“150”表示第150个采样点，纵轴表示PPG数据的幅度。如图1C所示，为对图1B所示的第一PPG数据的时域数据波形示意图，其中，横轴表示本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种检测心率的方法，其特征在于，应用在可穿戴设备上，所述方法包括：计算预设时间周期内获取的第一光电容积描记PPG数据的时域特征值和频域特征值；根据所述第一PPG数据的时域特征值、所述频域特征值以及所述用户在所述预设时间周期内的活动量，确定所述预设时间周期内的心率信号质量；根据所述第一PPG数据的时域特征值、所述频域特征值、所述预设时间周期内的心率信号质量、以及前一预设时间周期的心率相关数据，确定所述用户在所述预设时间周期内的心率值，其中，所述心率相关数据包括心率值和心率信号质量。

【技术特征摘要】
1.一种检测心率的方法，其特征在于，应用在可穿戴设备上，所述方法包括：计算预设时间周期内获取的第一光电容积描记数据的时域特征值和频域特征值；根据所述第一光电容积描记数据的时域特征值、所述频域特征值以及用户在所述预设时间周期内的活动量，确定所述预设时间周期内的心率信号质量；根据所述第一光电容积描记数据的时域特征值、所述频域特征值、所述预设时间周期内的心率信号质量、以及前一预设时间周期的心率相关数据，确定所述用户在所述预设时间周期内的心率值，其中，所述心率相关数据包括心率值和心率信号质量。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：在所述预设时间周期内采集加速度数据；根据所述加速度数据确定所述用户在预设时间周期内的活动量。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一光电容积描记数据的时域特征值、所述频域特征值以及所述用户在所述预设时间周期内的活动量，确定所述预设时间周期内的心率信号质量，包括：根据所述用户在所述预设时间周期内的活动量、所述时域特征值中的第一预设时域特征值，以及所述频域特征值中的第一预设频域特征值确定所述用户是否处于第一活动状态，其中，所述第一活动状态用于表示所述用户处于活动状态；如果所述用户处于所述第一活动状态，确定所述第一光电容积描记数据的心率信号质量为第一预设质量；如果所述用户不处于所述第一活动状态，则根据时域特征值中的第二预设时域特征值确定所述第一光电容积描记数据是否为噪声数据；如果所述第一光电容积描记数据为噪声数据，则确定所述第一光电容积描记数据的心率信号质量为第二预设质量；如果所述第一光电容积描记数据不为所述噪声数据，则确定所述第一光电容积描记数据的心率信号质量为第三预设质量。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：如果所述第一光电容积描记数据为所述噪声数据，则根据所述时域特征值中的第三预设时域特征值确定所述第一光电容积描记数据的噪声强度，其中所述噪声数据用于表示所述第一光电容积描记数据为有扰动的信号数据；根据所述噪声强度，确定所述第一光电容积描记数据的信号质量为所述第二预设质量中的预设级数的信号质量。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：如果所述第一光电容积描记数据不为所述噪声数据，则根据所述时域特征值中的第四预设时域特征值和所述频域特征值中的第二预设频域特征值确定所述第一光电容积描记数据的周期性和信号强度；根据所述周期性和信号强度，确定所述第一光电容积描记数据的信号质量为所述第三预设质量中的预设级数的信号质量。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一光电容积描记数据的时域特征值、所述频域特征值、所述预设时间周期内的心率信号质量、以及前一预设时间周期的心率相关数据，确定所述用户在所述预设时间周期内的心率值，包括：根据所述第一光电容积描记数据的时域特征值中的心率波峰数、波峰间隔，确定时域心率估计值；根据所述频域特征值中的频谱，确定频域心率估计值；根据所述时域心率估计值、所述频域心率估计值、所述预设时间周期内的心率信号质量，以及所述前一预设时间周期的心率信号质量，确定所述预设时间周期内的心率值。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一光电容积描记数据的时域特征值中的心率波峰数、波峰间隔，确定时域心率估计值，包括：根据式（1）确定所述时域心率估计值：式（1）其中，PeakNumber用于表示心率波峰数，PeakInterval用于表示波峰间隔，SampleRate用于表示采样率。8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据所述时域心率估计值、所述频域心率估计值、所述预设时间周期内的心率信号质量，以及所述前一预设时间周期的心率信号质量，确定所述预设时间周期内的心率值，包括：根据式（2）确定所述预设时间周期内的心率值：式（2）其中，，用于表示所述前一预设时间周期的心率值的权重，用于表示所述时域心率估计值的权重，用于表示所述频域心率估计值的权重。9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：对所述预设时间周期内采集的第二光电容积描记数据进行预处理，得到所述预设时间周期内的第一光电容积描记数据。10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：根据所述第二光电容积描记数据确定所述可穿戴设备是否处于未穿戴状态；如果所述可穿戴设备处于未穿戴状态，则生成提示信息，用于提醒所述用户所述可穿戴设备处于未穿戴状态。11.一种检测心率的装置，其特征在于，应用在可穿戴设备上所述装置包括：计算模块，用于计算预设时间周期内获取的第一光电容积描记数据的时域特征值和频域特征值；质量确定模块，用于根据所述计算模块计算得到的所述第一光电容积描记数据的时域特征值、所述频域特征值以及用户在所述预设时间周期内的活动量，确定所述预设时间周期内的心率信号质量；心率确定模块，用于根据所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：高一军，冯镝，穆纳尔埃托·约瑟夫，
申请(专利权)人：安徽华米信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34