处理皮肤电导信号以减轻噪声和检测信号特征制造技术

处理皮肤电导信号以减轻噪声和检测信号特征。本申请描述了用于识别皮肤电导信号中的噪声区域的方法、系统和设备。将所述信号分成多个窗口。计算在第一窗口内的所述信号的两个或更多个特征。所述两个或更多个特征中的至少一个特征处于频域中。将所述特征中的至少两个特征进行组合以获得至少第一度量。所述第一度量与对应的门限进行比较。基于所述比较，来将所述第一窗口识别为所述皮肤电导信号的噪声区域。

Skin conductance signals are processed to mitigate noise and detection signal characteristics

Skin conductance signals are processed to mitigate noise and detection signal characteristics. The present application describes a method, system, and apparatus for identifying a noise region in a skin conductance signal. The signal is divided into a plurality of windows. Two or more characteristics of the signal in the first window are calculated. At least one of the two or more features is in the frequency domain. At least two features of the features are combined to obtain at least a first order quantity. The first metric is compared with the corresponding threshold. Based on the comparison, the first window is recognized as a noise region of the skin conductance signal.

【技术实现步骤摘要】
处理皮肤电导信号以减轻噪声和检测信号特征本申请是申请号为201380069351.1(PCT/US2013/077060)，申请日为2013年12月20日，专利技术名称为“处理皮肤电导信号以减轻噪声和检测信号特征”的中国专利申请的分案申请。
技术介绍
移动设备和无线通信系统被广泛地部署以用于提供诸如语音、数据等各种类型的电子通信内容。尽管电子形式的通信(例如，电子邮件、文本消息、语音信箱、电话呼叫)已经使人们能够方便地与他人接触和互动，但电子通信的繁荣正在衰减。电子通信本身通常不能传达发送者的全部情绪状态。例如，研究表明给定消息中通过文字(例如，电子通信中的文本)传达了少量的情绪内容。较大量的情绪内容是通过语音的语调口头地传达的。更大量是使用非口头的通信来表达的，例如，面部表情和其它身体姿势(Mehrabian,Albert；Ferris,SusanR.(1967)."InferenceofAttitudesfromNonverbalCommunicationinTwoChannels".JournalofConsultingPsychology31(3):248–252)。关于电子通信，情绪内容或发送者的情绪状态一般会被接收者误解。生物电势电极可以与生物传感器一起使用，以收集来自人类身体的生理学数据。生理学数据可以用于确定人的情绪状态。另外，生物传感器可以用于监测人的身体健康。生物传感器可以将生物学响应转化为电信号。通常，这些包括生物传感器的电极是标准形状和大小的(例如，8毫米的平盘(flatdisc))。根据生物学响应产生的电信号是相对很小的。因此，即使很少量的噪声也可能显著地干扰该电信号。这可能导致所确定的人的情绪状态或生理学状态不准确或者未知。具有大表面积的生物电势电极可以使可能对由生物传感器所产生的电信号造成干扰的噪声量减少，但是使用具有大表面积的生物电势电极阵列可能是不切实际的。另一方面，具有太小表面积的生物电势电极可能增加噪声量并且致使与生理学数据相关联的电信号的读数不切实际。
技术实现思路
所描述的特征总体上涉及用于处理皮肤电导信号的一个或多个改进的系统、方法和/或装置。在一个实施例中，可以对信号进行处理以识别噪声区域(noisyregion)。然后当确定来自该信号的皮肤电导响应(SCR)时，可以忽略所识别的噪声区域。在一种配置中，还可以处理信号以识别特定特征，例如，信号的尖峰。例如，本系统和方法可以处理皮肤电导信号以识别信号的主尖峰和副尖峰。对这些尖峰的识别可以帮助确定SCR。在一个实施例中，可以处理皮肤电导信号以将该信号从能量域转换到时域。该域转换可以允许要被识别的以及要在对SCR的确定中使用的另外的信号特征。描述了用于识别皮肤电导信号中的噪声区域的方法、系统和设备。可以将所述信号分成多个窗口。计算第一窗口内的所述信号的两个或更多个特征。所述两个或更多个特征中的至少一个特征处于频域中。将所述特征中的至少两个特征进行组合以获得至少第一度量。将所述第一度量与对应的门限进行比较。基于所述比较，来将所述第一窗口识别为所述皮肤电导信号的噪声区域。在一个实施例中，所述皮肤电导信号的所述两个或更多个特征包括以下各项中的至少两项：标准化范围(normalizedrange)、标准化最大值或最小值(normalizedmaximumorminimum)、平均相交数(anumberofmeancrossing)、低频能量的量(anamountoflowfrequencyenergy)或高频能量的量(anamountofhighfrequencyenergy)。可以根据所述皮肤电导信号来检测皮肤电导响应(SCR)，并且当检测到所述SCR时，所识别的所述皮肤电导信号的噪声区域可以被忽略。每个窗口可以包括所述皮肤电导信号的多个离散样本。所述皮肤电导信号的所述多个样本中的至少一个样本可以被包括在所述第一窗口和第二窗口二者中，以使得所述第二窗口与所述第一窗口重叠。所述两个或更多个特征中的至少一个特征可以在时域中。将所述特征中的至少两个特征进行组合以获得至少第一度量可以包括：将所述频域中的第一特征与所述频域中的第二特征进行组合。计算所述第一窗口内的所述信号的两个或更多个特征可以包括：计算所述第一窗口内的低频能量的量和高频能量的量。将所述特征中的所述至少两个特征进行组合以获得至少所述第一度量可以包括：形成所述低频能量的量与所述高频能量的量的比值。在一个实施例中，可以根据训练数据确定针对所述第一度量的对应的门限。可以从所述皮肤电导信号获得所述训练数据。所述特征中的至少一个特征的值可以与对应的至少一个另外的门限进行比较，并且可以基于所述比较的组合，来将所述第一窗口识别为所述皮肤电导信号的噪声区域。比较所述特征中的至少一个特征的值与对应的至少一个另外的门限可以包括：对信号平均相交数与对应的平均相交门限进行比较，并且基于所述比较的组合来将所述第一窗口识别为所述皮肤电导信号的噪声区域。在一个示例中，计算所述第一窗口内的所述信号的两个或更多个特征可以包括：计算所述第一窗口内的低频能量的量和高频能量的量，并且形成所述低频能量的量与所述高频能量的量的比值。在一种配置中，所述皮肤电导信号可以是从移动设备机载的皮肤电导传感器获得的。还描述了一种用于识别皮肤电导信号中的噪声区域的移动设备。所述移动设备可以包括处理器和与所述处理器电子通信的存储器。指令可以存储在存储器中。所述指令可以由所述处理器可执行为将所述信号分为多个窗口，并且计算第一窗口内的所述信号的两个或更多个特征。所述两个或更多个特征中的至少一个特征处于频域中。所述指令还由所述处理器可执行为：将所述特征中的至少两个特征进行组合以获得至少第一度量，将所述第一度量与对应的门限进行比较，以及至少部分地基于所述比较，来将所述第一窗口识别为所述皮肤电导信号的噪声区域。还描述了一种用于识别皮肤电导信号中的噪声区域的装置。所述装置可以包括用于将所述信号分成多个窗口的单元，以及用于计算第一窗口内的所述信号的两个或更多个特征的单元。所述两个或更多个特征中的至少一个特征处于频域中。所述装置还可以包括用于将所述特征中的至少两个特征进行组合以获得至少第一度量的单元，用于将所述第一度量与对应的门限进行比较的单元，和用于至少部分地基于所述比较，来将所述第一窗口识别为所述皮肤电导信号的噪声区域的单元。还描述了一种用于识别皮肤电导信号中的噪声区域的计算机程序产品。所述计算机程序产品可以包括非暂时性计算机可读介质，其用于存储由处理器可执行的指令，以将所述信号分成多个窗口并且计算第一窗口内的所述信号的两个或更多个特征。所述两个或更多个特征中的至少一个特征处于频域中。所述指令可以由所述处理器可执行为将所述特征中的至少两个特征进行组合以获得至少第一度量，将所述第一度量与对应的门限进行比较，以及至少部分地基于所述比较，来将所述第一窗口识别为所述皮肤电导信号的噪声区域。还描述了一种用于检测皮肤电导信号的尖峰的方法。第一尖峰集合可以通过识别所述皮肤电导信号的第一组一个或多个参数来识别。所述第一尖峰集合包括所述皮肤电导信号的一个或多个主尖峰。所述第一组一个或多个参数中的每个参数可以与第一组一个或多个门限中的对应的门限进行比较。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于检测皮肤电导信号的尖峰的方法，包括：通过识别所述皮肤电导信号的第一组一个或多个参数来识别第一尖峰集合，所述第一尖峰集合包括所述皮肤电导信号的一个或多个主尖峰；将所述第一组一个或多个参数中的每个参数与第一组一个或多个门限中的对应的门限进行比较；计算所述第一尖峰集合中的至少一个主尖峰的第二组一个或多个参数，其中，计算所述第二组一个或多个参数包括：计算针对位于沿着第一主尖峰的第一边缘的离散样本集合的二阶导数集合；以及根据所述二阶导数集合来确定所述第一边缘的曲度因子；将所述第二组一个或多个参数中的每个参数与第二组一个或多个门限中的对应的门限进行比较；以及至少部分地基于所述第二组一个或多个参数中的每个参数与所述第二组一个或多个门限中的对应的门限的比较，来识别与所述至少一个主尖峰相关联的至少一个副尖峰。

【技术特征摘要】
2013.01.05 US 13/734,9471.一种用于检测皮肤电导信号的尖峰的方法，包括：通过识别所述皮肤电导信号的第一组一个或多个参数来识别第一尖峰集合，所述第一尖峰集合包括所述皮肤电导信号的一个或多个主尖峰；将所述第一组一个或多个参数中的每个参数与第一组一个或多个门限中的对应的门限进行比较；计算所述第一尖峰集合中的至少一个主尖峰的第二组一个或多个参数，其中，计算所述第二组一个或多个参数包括：计算针对位于沿着第一主尖峰的第一边缘的离散样本集合的二阶导数集合；以及根据所述二阶导数集合来确定所述第一边缘的曲度因子；将所述第二组一个或多个参数中的每个参数与第二组一个或多个门限中的对应的门限进行比较；以及至少部分地基于所述第二组一个或多个参数中的每个参数与所述第二组一个或多个门限中的对应的门限的比较，来识别与所述至少一个主尖峰相关联的至少一个副尖峰。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述皮肤电导信号包括多个离散样本。3.根据权利要求1所述的方法，其中，确定所述第一边缘的所述曲度因子包括：确定所述二阶导数集合的范围；以及将所述范围的大小识别为所述曲度因子。4.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述第二组一个或多个参数中的每个参数与第二组一个或多个门限中的对应的门限进行比较包括：将所述第一边缘的所述曲度因子与曲度门限进行比较。5.根据权利要求1所述的方法，还包括：基于所述二阶导数集合中符号的改变，来识别与所述第一主尖峰相关联的副尖峰的位置。6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述皮肤电导信号的所述第一组一个或多个参数包括斜率、上升时间或振幅中的至少一个。7.根据权利要求1所述的方法，还包括：从移动设备机载的皮肤电导传感器获得所述皮肤电导信号。8.一种用于检测皮肤电导信号的尖峰的移动设备，包括：处理器；存储器，其与所述处理器电子通信；以及指令，其存储在所述存储器中，所述指令由所述处理器可执行为：通过识别所述皮肤电导信号的第一组一个或多个参数来识别第一尖峰集合，所述第一尖峰集合包括所述皮肤电导信号的一个或多个主尖峰；将所述第一组一个或多个参数中的每个参数与第一组一个或多个门限中的对应的门限进行比较；计算所述第一尖峰集合中的至少一个主尖峰的第二组一个或多个参数，其中，所述用于计算所述第二组一个...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·马宗达，A·A·瓦尔塔克，R·S·塔尔兹，
申请(专利权)人：高通股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US