用于心率估计的系统和方法技术方案

公开了用于心率估计的技术。在一个实施例中，接收同步的光体积描记术(PPG)和3轴加速度信号。此外，PPG和加速度信号被划分成窗。此外，确定在加速度信号的窗中是否存在运动。另外，当存在运动时对信号执行傅里叶变换以得到窗中的信号的功率谱。还确定在围绕第一最高PPG峰值的范围中是否存在加速度信号的峰值。此外，当在围绕该最高PPG峰值的范围中存在加速度信号的峰值时，确定加速度信号的峰值是否影响用户的心率。随后，当加速度信号的峰值影响用户的心率时，使用第二最高PPG峰值来估计该窗中的用户的心率。

A System and Method for Heart Rate Estimation

A technique for heart rate estimation is disclosed. In one embodiment, synchronous photoplethysmography (PPG) and 3-axis acceleration signals are received. In addition, PPG and acceleration signals are divided into windows. In addition, the presence or absence of motion in the window of the acceleration signal is determined. In addition, when there is motion, Fourier transform is performed on the signal to obtain the power spectrum of the signal in the window. It is also determined whether there is a peak acceleration signal in the range around the first highest PPG peak. In addition, when there is a peak value of the acceleration signal in the range around the peak value of the highest PPG, it is determined whether the peak value of the acceleration signal affects the user's heart rate. Subsequently, when the peak of the acceleration signal affects the user's heart rate, the second highest PPG peak is used to estimate the user's heart rate in the window.

【技术实现步骤摘要】
用于心率估计的系统和方法相关申请的交叉引用及优先权本申请要求2017年5月25日提交的印度专利申请的优先权，其通过引用整体并入于此。
本文实施例一般地涉及心率估计，并且更具体地涉及用于使用同步的光体积描记术(PPG)和3轴加速度信号的心率估计的系统和方法。
技术介绍
当今，使用可穿戴装置的心率估计方法高度重要，尤其是在环境非常危险并需要连续健康监控的起重机工人或钢铁厂的情况中。通常，由于运动对PPG信号的影响，通过可穿戴装置得到的来自光体积描记术(PPG)信号的心率的估计易于出错。另外，测量的准确度受到起重机振动和工人的手移动(引入了噪声并使PPG信号失真)的影响。现有的心率估计技术会需要更多资源，并且在低成本实时可穿戴装置上不太可行。另外，现有技术涉及高水平的计算，因此会需要大存储器空间和复杂硬件。
技术实现思路
以下呈现本公开的一些实施例的简化的概述，以提供对实施例的基本理解。本概述不是实施例的广泛概况。其不旨在标识实施例的关键/至关重要的要素或者勾勒实施例的范围。其唯一目的是以简化形式呈现一些实施例以作为后文所呈现的更详细描述的铺垫。考虑到前文，本文实施例提供了用于心率估计的方法和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种处理器实施的方法，该方法包括：(a)从与可穿戴装置的用户相关联的传感器接收同步的光体积描记术(PPG)信号和3轴加速度信号；(b)将所接收到的PPG信号和3轴加速度信号划分成多个窗；(c)基于所述多个窗中的一个窗中的3轴加速度信号的均值和标准偏差值来确定在所述3轴加速度信号的所述多个窗中的一个窗中是否存在运动；(d)当在所述3轴加速度信号的所述多个窗中的一个窗中存在运动时，对所述3轴加速度信号和PPG信号执行傅里叶变换以得到所述多个窗中的一个窗中的3轴加速度信号和PPG信号的功率谱，其中所述功率谱包括所述多个窗中的一个窗中的3轴加速度信号和PPG信号的快速傅里叶变换(FFT)峰值；(e...

【技术特征摘要】
2017.05.25 IN 2017210184471.一种处理器实施的方法，该方法包括：(a)从与可穿戴装置的用户相关联的传感器接收同步的光体积描记术(PPG)信号和3轴加速度信号；(b)将所接收到的PPG信号和3轴加速度信号划分成多个窗；(c)基于所述多个窗中的一个窗中的3轴加速度信号的均值和标准偏差值来确定在所述3轴加速度信号的所述多个窗中的一个窗中是否存在运动；(d)当在所述3轴加速度信号的所述多个窗中的一个窗中存在运动时，对所述3轴加速度信号和PPG信号执行傅里叶变换以得到所述多个窗中的一个窗中的3轴加速度信号和PPG信号的功率谱，其中所述功率谱包括所述多个窗中的一个窗中的3轴加速度信号和PPG信号的快速傅里叶变换(FFT)峰值；(e)确定在围绕所述PPG信号的第一最高峰值的范围中是否存在所述3轴加速度信号的峰值；(f)当在围绕所述PPG信号的第一最高峰值的范围中存在所述3轴加速度信号的峰值时，通过执行随机森林学习确定所述3轴加速度信号的峰值是否影响所述用户的心率；以及(g)当所述3轴加速度信号的峰值影响所述用户的心率时，使用所述PPG信号的第二最高峰值来估计所述多个窗中的一个窗中的所述用户的心率。2.根据权利要求1所述的方法，还包括：(h)当在围绕所述PPG信号的第一最高峰值的范围中不存在所述3轴加速度信号的峰值以及所述3轴加速度信号的峰值不影响所述用户的心率时，使用所述PPG信号的第一最高峰值来估计所述多个窗中的一个窗中的所述用户的心率。3.根据权利要求1所述的方法，还包括：(i)当在所述3轴加速度信号的所述多个窗中的一个窗中不存在运动时，执行所述多个窗中的一个窗中的PPG信号的零相位数字滤波；(j)对滤波后的PPG信号执行傅里叶变换以得到所述多个窗中的一个窗中的PPG信号的功率谱，其中所述功率谱包括所述多个窗中的一个窗中的PPG信号的FFT峰值；以及(k)使用所述PPG信号的最高峰值来估计所述多个窗中的一个窗中的所述用户的心率。4.根据权利要求3所述的方法，还包括：通过重复步骤(c)至(k)中的至少一个步骤来估计在剩下的窗中的所述用户的心率；针对所述多个窗中的所述用户的心率形成具有预定义的区间大小的直方图；在所述直方图中选择具有最高出现数量的区间；以及将所选的区间的中值考虑作为所述用户的心率。5.一种系统，包括：与用户相关联的可穿戴装置(102)，其中所述可穿戴装置包括：多个传感器(112)；一个或多个存储器(110)；以及一个或多个硬件处理器(108)，所述一个或多个存储器耦接到所述一个或多个硬件处理器，其中所述一个或多个硬件处理器被配置为执行存储在所述一个或多个存储器中的编程的指令，以便：(a)从所述多个传感器接收同步的光体积描记术(PPG)信号和3轴加速度信号；(b)将所接收到的PPG信号和3轴加速度信号划分成多个窗；(c)基于所述多个窗中的一个窗中的3轴加速度信号的均值和标准偏差值来确定在所述3轴加速度信号的所述多个窗中的一个窗中是否存在运动；(d)当在所述3轴加速度信号的所述多个窗中的一个窗中存在运动时，对所述3轴加速度信号和PPG信号执行傅里叶变换以得到所述多个窗中的一个窗中的3轴加速度信号和PPG信号的功率谱，其中所述功率谱包括所述多个窗中的一个窗中的3轴加速度信号和PPG信号的快速傅里叶变换(FF...

【专利技术属性】
技术研发人员：莎莉尼·穆霍帕迪亚，纳沙鲁丁·艾哈迈德，阿维克·高斯，阿丽吉特·辛哈雷，迪拜恩舒·贾斯瓦，阿丽吉特·乔杜里，拉穆·雷迪·温帕达，塔帕斯·查克拉瓦蒂，阿尔帕恩·帕尔，
申请(专利权)人：塔塔咨询服务有限公司，
类型：发明
国别省市：印度,IN