技術(shù)領(lǐng)域

以下描述涉及生物信號處理設(shè)備和生物信號處理方法。

背景技術(shù)：

最近，由于老齡化的人口結(jié)構(gòu)、日益增長的醫(yī)療費(fèi)用以及從事專門的醫(yī)療服務(wù)的人員的缺乏，已經(jīng)對信息技術(shù)(IT)被應(yīng)用到醫(yī)療技術(shù)中的IT-醫(yī)療保健融合技術(shù)進(jìn)行了研究。因此，可在日常生活中的任何地方(例如，在家庭或工作場所)實(shí)現(xiàn)監(jiān)測個(gè)人的健康狀況。例如，可通過移動(dòng)醫(yī)療保健來實(shí)現(xiàn)監(jiān)測用戶的健康狀況。

生物信號可被用于監(jiān)測健康狀況。生物信號可以是，例如，心電圖(ECG)信號、血管容積圖(PPG)信號或肌電圖(EMG)信號。隨著確保生物信號測量設(shè)備的移動(dòng)性和便利性，監(jiān)測健康狀況可在日常生活中被更加容易地執(zhí)行。

然而，盡管確保生物信號測量設(shè)備的移動(dòng)性，但是由于可從例如不穩(wěn)定的外部環(huán)境和用戶的運(yùn)動(dòng)生成的運(yùn)動(dòng)偽影而導(dǎo)致生物信號的正確測量是不可行的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

提供該發(fā)明內(nèi)容用于以簡化的形式介紹在以下的具體實(shí)施方式中被進(jìn)一步描述的構(gòu)思的選擇。該發(fā)明內(nèi)容不意在標(biāo)識(shí)要求保護(hù)的主題的關(guān)鍵特征或必要特征，也不意在作為幫助確定要求保護(hù)的主題的范圍而被使用。

在一個(gè)總體方面中，一種生物信號處理設(shè)備包括：通信接口，被配置為接收生物信號；處理器，被配置為：設(shè)置所述生物信號的目標(biāo)間隔，基于目標(biāo)分量和非目標(biāo)分量計(jì)算與所述目標(biāo)間隔相應(yīng)的質(zhì)量度量，并且基于所述質(zhì)量度量估計(jì)所述生物信號的質(zhì)量，其中，所述目標(biāo)分量是對應(yīng)于設(shè)置值的所述目標(biāo)間隔的頻率分量，所述非目標(biāo)分量是不對應(yīng)于所述設(shè)置值的所述目標(biāo)間隔的頻率分量。

處理器還可被配置為：將所述目標(biāo)間隔轉(zhuǎn)換為頻域信號，并且將所述頻域信號的頻率分量中是所述設(shè)置值的整倍數(shù)的頻率分量定義為所述目標(biāo)分量。

處理器還可被配置為：從所述目標(biāo)間隔提取與所述目標(biāo)分量相應(yīng)的第一數(shù)量的信號，并且從所述目標(biāo)間隔提取與所述非目標(biāo)分量相應(yīng)的第二數(shù)量的信號；所述第二數(shù)量基于所述第一數(shù)量和所述設(shè)置值而被定義。

處理器還可被配置為：使用提取的第一數(shù)量的信號的電功率以及提取的第二數(shù)量的信號的電功率來計(jì)算所述質(zhì)量度量。

處理器還可被配置為：在計(jì)算所述質(zhì)量度量之后改變所述目標(biāo)間隔和所述設(shè)置值中的一個(gè)或兩個(gè)，基于所述目標(biāo)間隔和所述設(shè)置值中的改變的一個(gè)或兩個(gè)來計(jì)算與所述質(zhì)量度量不同的另一質(zhì)量度量，并且確定所述質(zhì)量度量以及所述另一質(zhì)量度量中的第一最大質(zhì)量度量。

處理器還可被配置為：確定與所述生物信號不同的另一生物信號的第二最大質(zhì)量度量，確定所述第一最大質(zhì)量度量和所述第二最大質(zhì)量度量中的最大值，并且將與所述最大值相應(yīng)的目標(biāo)間隔確定為將被監(jiān)測的目標(biāo)生物信號。

處理器還可被配置為：確定所述第一最大質(zhì)量度量是否大于或等于閾值，并且響應(yīng)于確定所述第一最大質(zhì)量度量大于或等于所述閾值的結(jié)果，將與所述第一最大質(zhì)量度量相應(yīng)的目標(biāo)間隔確定為將被監(jiān)測的目標(biāo)生物信號。

處理器還可被配置為：將所述目標(biāo)間隔至少一次地改變第一步長，以獲得至少一個(gè)第一改變的目標(biāo)間隔；計(jì)算與所述至少一個(gè)第一改變的目標(biāo)間隔中的每個(gè)第一改變的目標(biāo)間隔相應(yīng)的質(zhì)量度量；選擇所述目標(biāo)間隔和所述至少一個(gè)第一改變的目標(biāo)間隔中具有最大質(zhì)量度量的目標(biāo)間隔；將選擇的目標(biāo)間隔至少一次地改變第二步長，以獲得至少一個(gè)第二改變的目標(biāo)間隔；計(jì)算與所述至少一個(gè)第二改變的目標(biāo)間隔中的每個(gè)第二改變的目標(biāo)間隔相應(yīng)的質(zhì)量度量；并且基于與選擇的目標(biāo)間隔相應(yīng)的質(zhì)量度量以及與所述至少一個(gè)第二改變的目標(biāo)間隔中的每個(gè)第二改變的目標(biāo)間隔相應(yīng)的質(zhì)量度量來確定第一最大質(zhì)量度量。

處理器還可被配置為：將所述目標(biāo)間隔確定為將被監(jiān)測的目標(biāo)生物信號，并且將與所述目標(biāo)間隔的非目標(biāo)分量相應(yīng)的信號的幅度定義為預(yù)設(shè)值。

處理器還可被配置為：獲得將被監(jiān)測的目標(biāo)生物信號的周期信息。

在另一個(gè)總體方面，一種生物信號處理設(shè)備包括：質(zhì)量度量定義器，被配置為：基于多個(gè)生物信號中的每個(gè)生物信號的目標(biāo)間隔的目標(biāo)分量和非目標(biāo)分量來定義質(zhì)量度量；質(zhì)量估計(jì)器，被配置為：基于所述質(zhì)量度量來估計(jì)所述多個(gè)生物信號的各自的質(zhì)量；確定器，被配置為：基于所述多個(gè)生物信號的質(zhì)量確定所述多個(gè)生物信號中將被監(jiān)測的目標(biāo)生物信號；所述目標(biāo)分量可以是對應(yīng)于設(shè)置值的所述目標(biāo)間隔的頻率分量，所述非目標(biāo)分量可以是不對應(yīng)于所述設(shè)置值的所述目標(biāo)間隔的頻率分量。

質(zhì)量估計(jì)器還可被配置為：獲得每個(gè)生物信號的典型的質(zhì)量度量；所述典型的質(zhì)量度量可以是基于改變所述目標(biāo)間隔和所述設(shè)置值中的一個(gè)或兩個(gè)而獲得的每個(gè)生物信號的質(zhì)量度量的最大值。

確定器還可被配置為：將與所述典型的質(zhì)量度量中的最大值相應(yīng)的目標(biāo)間隔確定為將被監(jiān)測的目標(biāo)生物信號。

質(zhì)量估計(jì)器還可被配置為：通過改變所述目標(biāo)間隔和所述設(shè)置值中的至少一個(gè)或兩個(gè)來獲得每個(gè)生物信號的質(zhì)量度量；確定器還可被配置為：確定所述質(zhì)量度量的典型的質(zhì)量度量是否大于或等于閾值，并且響應(yīng)于確定所述質(zhì)量度量的典型的質(zhì)量度量大于或等于所述閾值，將與所述典型的質(zhì)量度量相應(yīng)的目標(biāo)間隔確定為將被監(jiān)測的目標(biāo)生物信號。

質(zhì)量估計(jì)器還可被配置為：將所述目標(biāo)間隔至少一次地改變第一步長，以獲得至少一個(gè)第一改變的目標(biāo)間隔；計(jì)算與所述至少一個(gè)第一改變的目標(biāo)間隔中的每個(gè)第一改變的目標(biāo)間隔相應(yīng)的質(zhì)量度量；選擇所述目標(biāo)間隔和所述至少一個(gè)第一改變的目標(biāo)間隔中具有最大質(zhì)量度量的目標(biāo)間隔；將選擇的目標(biāo)間隔至少一次地改變第二步長，以獲得至少一個(gè)第二改變的目標(biāo)間隔；計(jì)算與所述至少一個(gè)第二改變的目標(biāo)間隔中的每個(gè)第二改變的目標(biāo)間隔相應(yīng)的質(zhì)量度量；并且基于與選擇的目標(biāo)間隔相應(yīng)的質(zhì)量度量以及與所述至少一個(gè)第二改變的目標(biāo)間隔中的每個(gè)第二改變的目標(biāo)間隔相應(yīng)的質(zhì)量度量來確定最大質(zhì)量度量。

確定器還可被配置為：將與確定的目標(biāo)生物信號的非目標(biāo)分量相應(yīng)的信號的幅度定義為預(yù)設(shè)值。

確定器還可被配置為：獲得確定的目標(biāo)生物信號的周期信息。

質(zhì)量度量定義器還可被配置為：將所述目標(biāo)間隔轉(zhuǎn)換為頻域信號，并且將所述頻域信號的頻率分量中是設(shè)置值的整倍數(shù)的頻率分量定義為所述目標(biāo)分量。

質(zhì)量度量定義器還可被配置為：從所述目標(biāo)間隔提取與所述目標(biāo)分量相應(yīng)的第一數(shù)量的信號，并且從所述目標(biāo)間隔提取與所述非目標(biāo)分量相應(yīng)的第二數(shù)量的信號；所述第二數(shù)量可基于所述第一數(shù)量和所述設(shè)置值而被定義。

質(zhì)量度量定義器還可被配置為：使用提取的第一數(shù)量的信號的電功率以及提取的第二數(shù)量的信號的電功率來計(jì)算所述質(zhì)量度量。

在另一總體方面，一種生物信號處理方法包括：接收生物信號；設(shè)置所述生物信號的目標(biāo)間隔；基于目標(biāo)分量和非目標(biāo)分量計(jì)算與所述目標(biāo)間隔相應(yīng)的質(zhì)量度量，其中，所述目標(biāo)分量是對應(yīng)于設(shè)置值的所述目標(biāo)間隔的頻率分量，所述非目標(biāo)分量是不對應(yīng)于所述設(shè)置值的所述目標(biāo)間隔的頻率分量；基于所述質(zhì)量度量估計(jì)所述生物信號的質(zhì)量。

在另一總體方面，一種生物信號處理方法包括：基于多個(gè)生物信號中的每個(gè)生物信號的目標(biāo)間隔的目標(biāo)分量和非目標(biāo)分量來定義與所述目標(biāo)間隔相應(yīng)的質(zhì)量度量；基于所述質(zhì)量度量來估計(jì)所述多個(gè)生物信號的各自的質(zhì)量；基于所述多個(gè)生物信號的質(zhì)量確定所述多個(gè)生物信號中將被監(jiān)測的目標(biāo)生物信號；所述目標(biāo)分量可以是對應(yīng)于設(shè)置值的所述目標(biāo)間隔的頻率分量，所述非目標(biāo)分量可以是不對應(yīng)于所述設(shè)置值的所述目標(biāo)間隔的頻率分量。

在另一總體方面，一種生物信號處理方法，包括：接收生物信號；設(shè)置所述生物信號的多個(gè)目標(biāo)間隔；計(jì)算分別與所述多個(gè)目標(biāo)間隔相應(yīng)的多個(gè)質(zhì)量度量；確定所述多個(gè)質(zhì)量度量中的最大質(zhì)量度量；將與所述最大質(zhì)量度量相應(yīng)的目標(biāo)間隔確定為將被監(jiān)測的生物信號。

設(shè)置所述生物信號的所述多個(gè)目標(biāo)間隔的步驟可包括：設(shè)置第一目標(biāo)間隔；將所述第一目標(biāo)間隔至少一次地改變第一步長，以獲得至少一個(gè)第一改變的目標(biāo)間隔；在針對所述第一目標(biāo)間隔以及所述至少一個(gè)第一改變的目標(biāo)間隔中的每個(gè)第一改變的目標(biāo)間隔計(jì)算的質(zhì)量度量中，選擇所述第一目標(biāo)間隔和所述至少一個(gè)第一改變的目標(biāo)間隔中具有最大質(zhì)量度量的一個(gè)目標(biāo)間隔；將選擇的目標(biāo)間隔至少一次地改變小于第一步長的第二步長，以獲得至少一個(gè)第二改變的目標(biāo)間隔。

確定所述多個(gè)質(zhì)量度量中的最大質(zhì)量度量的步驟可包括：將針對選擇的目標(biāo)間隔以及所述至少一個(gè)第二改變的目標(biāo)間隔中的每個(gè)第二改變的目標(biāo)間隔計(jì)算的質(zhì)量度量中的最大質(zhì)量度量確定為所述多個(gè)質(zhì)量度量中的最大質(zhì)量度量。

計(jì)算所述多個(gè)質(zhì)量度量的步驟可包括：基于所述多個(gè)目標(biāo)間隔中的相應(yīng)的一個(gè)目標(biāo)間隔的至少一個(gè)目標(biāo)分量以及所述多個(gè)目標(biāo)間隔中的所述相應(yīng)的一個(gè)目標(biāo)間隔的至少一個(gè)非目標(biāo)分量，來計(jì)算所述多個(gè)質(zhì)量度量中的每個(gè)質(zhì)量度量。

所述至少一個(gè)目標(biāo)分量中的每個(gè)目標(biāo)分量可以是對應(yīng)于設(shè)置值的整倍數(shù)的頻率分量；所述至少一個(gè)非目標(biāo)分量中的每個(gè)非目標(biāo)分量可以是不對應(yīng)于所述設(shè)置值的整倍數(shù)的頻率分量。

所述設(shè)置值可以是R≥2的整數(shù)；所述至少一個(gè)目標(biāo)分量的數(shù)量可以是M≥1的整數(shù)；所述至少一個(gè)非目標(biāo)分量的數(shù)量可以是M*(R-1)。

所述生物信號可以由所述生物信號的基本波形的R次重復(fù)構(gòu)成。

其它特征和方面從以下的具體實(shí)施方式、附圖和權(quán)利要求清楚。

附圖說明

圖1是示出生物信號處理的示例的示圖。

圖2A和圖2B是示出生物信號的示例的示圖。

圖3A和圖3B是示出生物信號處理的另一示例的示圖。

圖4至圖10是示出生物信號處理的另一示例的示圖。

圖11是示出生物信號處理設(shè)備的示例的示圖。

圖12至圖14是示出計(jì)算質(zhì)量度量的處理的示例的示圖。

圖15是示出生物信號處理設(shè)備的另一示例的示圖。

圖16是示出確定生物信號中將被監(jiān)測的目標(biāo)生物信號的處理的示例的示圖。

圖17是示出生物信號處理設(shè)備的另一示例的示圖。

圖18是示出生物信號處理方法的示例的流程圖。

圖19是示出生物信號處理方法的另一示例的流程圖。

圖20示出包括生物信號處理設(shè)備的終端的示例。

圖21示出包括生物信號處理設(shè)備的可穿戴裝置的示例。

貫穿附圖和具體實(shí)施方式，相同的參考標(biāo)號表示相同的元件。為了清楚、說明和方便，附圖可以不按比例繪制，并且附圖中元件的相對尺寸、比例和描繪可被夸大。

具體實(shí)施方式

提供以下詳細(xì)的描述來幫助讀者獲得對在此描述的方法、設(shè)備和/或系統(tǒng)的全面理解。然而，在此描述的方法、設(shè)備和/或系統(tǒng)的各種變化、修改和等同物對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將是清楚的。在此描述的操作的順序僅為示例，除了必須以特定順序發(fā)生的操作之外，在此描述的操作的順序不限于在此闡述的順序，而是可如對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員清楚的那樣改變。此外，為了更加清楚和簡潔，可省略對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員公知的功能和結(jié)構(gòu)的描述。

在此描述的特征可以以不同的形式被實(shí)現(xiàn)并且不應(yīng)被解釋為限于在此描述的示例。相反，提供在此描述的示例，使得本公開將是充分和完整的，并且將本公開的整個(gè)范圍傳達(dá)給本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員。

在此使用的術(shù)語僅是描述具體示例的目的，而不意在限制本公開。除非上下文另有清楚地指示，否則如在此使用的單數(shù)形式也意圖包括復(fù)數(shù)形式。如在此使用的，術(shù)語“包括”和/或“包含”說明存在敘述的特征、數(shù)量、操作、元件、組件和/或它們的組合，但不排除存在或添加一個(gè)或多個(gè)其它特征、數(shù)量、操作、元件、組件和/或它們的組合。

除非另有定義，否則在此使用的所有術(shù)語(包括技術(shù)術(shù)語和科學(xué)術(shù)語)具有與本公開所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員通常理解的含義相同的含義。除非在此明確定義，否則術(shù)語(諸如在常用詞典中定義的術(shù)語)應(yīng)被解釋為具有與它們在相關(guān)領(lǐng)域的上下文中的含義一致的含義，而不將被解釋為理想化或過于正式化的意義。

圖1是示出生物信號處理的示例的示圖。

當(dāng)包括噪聲分量的生物信號通過傅里葉變換被轉(zhuǎn)換為頻域信號110時(shí)，相對高的頻率分量可以是噪聲分量，而相對低的頻率分量可以是期望的信號。

在圖1的示例中，示出與期望的信號的頻帶相應(yīng)的信號窗120以及與噪聲分量相應(yīng)的噪聲窗130。在該示例中，信號窗120不包括直流(DC)分量。

為了估計(jì)生物信號的質(zhì)量，可使用頻域信號110的信噪比(SNR)?？苫诎ㄔ谛盘柎?20中的信號的電功率與包括在噪聲窗130中的信號的電功率的比率來定義SNR。在基于SNR估計(jì)生物信號的質(zhì)量的方法中，失真的生物信號可能被錯(cuò)誤地確定為將被監(jiān)測的目標(biāo)生物信號。在下文中，將參照圖2A和圖2B提供詳細(xì)的描述。

圖2A和圖2B是示出生物信號的示例的示圖。

在圖2A和圖2B中，示出不同的生物信號，并且實(shí)線指示包括噪聲分量的生物信號，虛線指示已經(jīng)去除了噪聲分量的生物信號。

參照圖2A和圖2B，雖然生物信號的平均功率是與噪聲分量被排除時(shí)相似的水平，但是針對高頻不規(guī)則變化的噪聲分量的平均功率在圖2A的示例中比在圖2B的示例中高。當(dāng)使用參照圖1描述的方法來估計(jì)生物信號的質(zhì)量時(shí)，圖2B中示出的噪聲分量的平均功率相對小的生物信號的質(zhì)量被估計(jì)為較高。因此，圖2B中示出的生物信號被確定為將被監(jiān)測的目標(biāo)生物信號。

生物信號具有周期性。即使生物信號包括噪聲分量，在穩(wěn)定狀態(tài)下(例如，當(dāng)用戶不運(yùn)動(dòng)時(shí))感測的生物信號也具有周期性。然而，在例如生物測量設(shè)備與用戶不穩(wěn)定接觸的情況中，感測的生物信號可能不具有周期性。例如，雖然根據(jù)參照圖1描述的方法，圖2B中示出的生物信號的質(zhì)量被估計(jì)為比圖2A中示出的生物信號的質(zhì)量高，但是由于圖2B中示出的生物信號不具有周期性，因此圖2B中示出的生物信號不適合用作將被監(jiān)測的目標(biāo)生物信號。相反，盡管圖2A中示出的生物信號的質(zhì)量被估計(jì)為比圖2B中示出的生物信號的質(zhì)量低，但是圖2A中示出的生物信號適合用作將被監(jiān)測的目標(biāo)生物信號。因此，參照圖1描述的方法不適合估計(jì)生物信號的質(zhì)量。

圖3A和圖3B是示出生物信號處理的另一示例的示圖。在圖3A和圖3B中，示出已經(jīng)去除了噪聲分量的生物信號。噪聲分量是相對高的頻率分量，因此可通過低通濾波器(LPF)被去除。

已經(jīng)去除了噪聲分量的生物信號的方差(例如，波動(dòng)的范圍)可被用于估計(jì)生物信號的質(zhì)量。生物信號的強(qiáng)度(例如，振幅)的方差的增大指示生物信號的質(zhì)量更高。在這樣的情況下，圖3B中示出的生物信號的質(zhì)量被估計(jì)為比圖3A中示出的生物信號的質(zhì)量高。

然而，處于上述描述的原因，因?yàn)閳D3B中示出的生物信號不具有周期性，所以圖3B中示出的生物信號不適合用作將被監(jiān)測的目標(biāo)生物信號。

圖4至圖10是示出生物信號處理的另一示例的示圖。

在圖4中，示出期望的生物信號x_R(t)。當(dāng)與周期T_p 410相應(yīng)的基本波形g(t)420被重復(fù)R次時(shí)，結(jié)果的時(shí)域信號x_R(t)可通過下面的等式1來表示。

當(dāng)x_R(t)通過傅里葉變換被轉(zhuǎn)換為頻域信號時(shí)，結(jié)果的頻域信號X_R(f)可通過下面的等式2來表示。

在等式2中，G(f)表示

當(dāng)絕對值被應(yīng)用到時(shí)，相鄰峰值之間的零的數(shù)量是R-1。下文，將參照圖5提供詳細(xì)的描述。

在圖5中，示出基于頻率的參照圖5，“T_p”是1。

當(dāng)常數(shù)R是2時(shí)，峰值510與峰值511之間的具有0幅度的頻率分量的數(shù)量是1。當(dāng)R是3時(shí)，峰值521與峰值522之間的具有0幅度的頻率分量的數(shù)量是2。當(dāng)R是4時(shí)，峰值531與峰值532之間的具有0幅度的頻率分量的數(shù)量是3。

基于上述參照圖5提供的描述，X_R(f)可通過下面的等式3來表示。

在等式3中，當(dāng)m表示整數(shù)且頻率f是m/T_p時(shí)，X_R(f)＝G(f)·R。當(dāng)f是在m/T_p與(m+1)/T_p之間以等距間隔出現(xiàn)的(Rm+1)/(RT_p)，(Rm+2)/(RT_p)，…，(Rm+R-1)/(RT_p)時(shí)，X_R(f)＝0。

由生物信號傳感器感測的生物信號可以是數(shù)字信號或通過轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號獲得的信號，因此離散傅里葉變換(DFT)可被用于生物信號的頻率分析?？蛇x地，與DFT相比具有更快的運(yùn)算速度的快速傅里葉變換(FFT)可被用于生物信號的頻率分析。DFT或FFT被應(yīng)用到生物信號以獲得DFT結(jié)果或FFT結(jié)果。

可從X_R(f)獲得DFT結(jié)果或FFT結(jié)果。例如，可使用通過將連續(xù)時(shí)間傅里葉變換(CTFT)中的頻域采樣值除以采樣間隔獲得的值，來從X_R(f)獲得DFT結(jié)果或FFT結(jié)果。采樣間隔是時(shí)域樣本之間的間隔。DFT結(jié)果或FFT結(jié)果X_R[k]可通過下面的等式4來表示。

在等式4中，T_s表示采樣間隔，k表示大于或等于0并且小于或等于N-1的整數(shù)。采樣間隔是樣本之間的時(shí)間間隔，或者樣本之間的距離。N表示樣本的總數(shù)以及FFT大小或FFT長度。

在等式4中，當(dāng)k不是R的整倍數(shù)時(shí)，X_R[k]變?yōu)?。相反地，當(dāng)k是R的整倍數(shù)時(shí)，X_R[k]不變?yōu)?。將參照圖6A至圖6D詳細(xì)地描述與等式4相關(guān)的示例。

在圖6A至圖6C中示出時(shí)域信號，在圖6D中示出頻域信號。當(dāng)圖6A的信號610是基本波形時(shí)，圖6B的信號611是基本波形被重復(fù)兩次并且波形重復(fù)的數(shù)量是2的信號，圖6C的信號612是基本波形被重復(fù)3次并且波形重復(fù)的數(shù)量是3的信號。

參照圖6D，信號610、信號611和信號612通過DFT或FFT分別被轉(zhuǎn)換為信號620、信號621和信號622。為了歸一化信號620至信號622，將DFT或FFT結(jié)果除以R*F_s。F_s是T_s的倒數(shù)并且表示采樣率。在圖6A至圖6D的示例中，F(xiàn)_s是250赫茲(Hz)。在圖6D的曲線圖中，橫軸指示頻率f。圖6D的曲線圖中的縱軸指示k的換算值，例如，k/(N*T_s)。

在信號621中，與第一頻率分量相應(yīng)的信號的幅度是0，與第二頻率分量相應(yīng)的信號的幅度不是0，與第三頻率分量相應(yīng)的信號的幅度是0，與第四頻率分量相應(yīng)的信號的幅度不是0。由于信號611是基本波形被重復(fù)兩次的信號，因此與信號621的第二頻率分量和第四頻率分量相應(yīng)的信號是期望的信號。

相似地，在信號622中，與第一頻率分量、第二頻率分量、第四頻率分量以及第五頻率分量相應(yīng)的信號的幅度是0，與第三頻率分量和第六頻率分量相應(yīng)的信號的幅度不是0。由于信號612是基本波形被重復(fù)三次的信號，因此與第三頻率分量和第六頻率分量相應(yīng)的信號是期望的信號。

當(dāng)基本波形被重復(fù)R次的生物信號被轉(zhuǎn)換為頻域信號時(shí)，期望的信號被分布在是R的整倍數(shù)的頻率分量。

以上已經(jīng)描述了期望的生物信號和期望的生物信號的頻率特性。下文將描述由于例如噪聲分量、運(yùn)動(dòng)偽影和白噪聲而失真的生物信號以及失真的生物信號的頻率特性。

包括噪聲分量和其他畸變的生物信號可通過下面的等式5來表示。

在等式5中，“n_r(t–rT_p)”表示非重復(fù)分量，它是基于信號失真的值。雖然等式1中的x_R(t)的波形與等式5中的x_R(t)的波形不同，但是波形的形狀是相似的。雖然等式5中的x_R(t)由于非重復(fù)分量而不是期望的周期信號，但是等式5中的x_R(t)具有近似周期性。等式5中的x_R(t)的近似重復(fù)的波形的數(shù)量是R。等式1中的x_R(t)的波形和等式5中的x_R(t)的波形之間具有較高的相關(guān)性或相似性。

當(dāng)?shù)仁?的生物信號x_R(t)被采樣，并且DFT或FFT被應(yīng)用到采樣的信號時(shí)，頻域信號X_R[k]被獲得。X_R[k]可通過下面的等式6來表示。

在等式6中，“N_r(f)”被定義為當(dāng)頻率分量不是R的整倍數(shù)時(shí)，X_R[k]不是0。基于k的X_R[k]被示出為圖7中的圖形。在下文中，將參照圖7提供詳細(xì)的描述。

圖7示出基于k的X_R[k]的圖形。

當(dāng)期望的生物信號的波形被重復(fù)R次時(shí)，與是R的整倍數(shù)的頻率分量相應(yīng)的信號的幅度較大，不是R的整倍數(shù)的頻率分量不存在。相似地，當(dāng)包括非重復(fù)分量的生物信號的波形被重復(fù)R次時(shí)，與是R的整倍數(shù)的頻率分量相應(yīng)的信號的幅度較大，而與不是R的整倍數(shù)的頻率分量相應(yīng)的信號的幅度較小。如圖7中所示，當(dāng)包括非重復(fù)分量的生物信號的波形被重復(fù)4次時(shí)，與是4的整倍數(shù)的頻率分量相應(yīng)的信號的幅度大于與不是4的整倍數(shù)的頻率分量相應(yīng)的信號的幅度。

在一個(gè)示例中，基于與R的整倍數(shù)相應(yīng)的頻率分量以及不與R的整倍數(shù)相應(yīng)的頻率分量定義的質(zhì)量度量被用于估計(jì)生物信號的質(zhì)量。例如，可基于與是R的整倍數(shù)的頻率分量相應(yīng)的信號的電功率或強(qiáng)度以及與不是R的整倍數(shù)的頻率分量相應(yīng)的信號的電功率或強(qiáng)度來計(jì)算質(zhì)量度量，并且可基于質(zhì)量度量來估計(jì)生物信號的質(zhì)量。例如，當(dāng)包括非重復(fù)分量的生物信號的波形被重復(fù)R次時(shí)，因?yàn)榕c是R的整倍數(shù)的頻率分量相應(yīng)的信號的幅度大于與不是R的整倍數(shù)的頻率分量相應(yīng)的信號的幅度，所以生物信號的質(zhì)量度量將是較大的。具有周期性的生物信號的質(zhì)量度量將是較大的，而不具有周期性的生物信號的質(zhì)量度量將是較小的。

與R的整倍數(shù)相應(yīng)的頻率分量被稱為目標(biāo)分量，而不與R的整倍數(shù)相應(yīng)的頻率分量被稱為非目標(biāo)分量。此外，與目標(biāo)分量相應(yīng)的信號被稱為目標(biāo)分量信號，而與非目標(biāo)分量相應(yīng)的信號被稱為非目標(biāo)分量信號。將參照圖8描述質(zhì)量度量的示例。

圖8示出質(zhì)量度量的示例。

參照圖8，R-1個(gè)非目標(biāo)分量被分布在k是R的頻率分量與k是2R的頻率分量之間。

質(zhì)量度量SNR_RS(M,R)可被定義為M個(gè)目標(biāo)分量信號810的電功率的和與M*(R-1)個(gè)非目標(biāo)分量信號820的電功率的和之間的比率。在這樣的情況下，質(zhì)量度量SNR_RS(M,R)可通過下面的等式7來表示。

在圖9A至圖9C中示出基于等式7計(jì)算質(zhì)量度量的示例。

在圖9A至圖9C的示例中，R是3。圖9A示出M是1的質(zhì)量度量SNR_RS(1,3)的示例，圖9B示出M是2的質(zhì)量度量SNR_RS(2,3)的示例，圖9C示出M是3的質(zhì)量度量SNR_RS(3,3)的示例。M表示目標(biāo)分量的數(shù)量。

在圖9A的示例中，目標(biāo)分量信號910的電功率和非目標(biāo)分量信號911的電功率被用于計(jì)算質(zhì)量度量。將被用于計(jì)算質(zhì)量度量的非目標(biāo)分量是分布在目標(biāo)分量的右側(cè)的頻率分量。

在圖9B的示例中，目標(biāo)分量信號921的電功率和非目標(biāo)分量信號922的電功率被用于計(jì)算質(zhì)量度量。目標(biāo)分量的數(shù)量是2，非目標(biāo)分量是分布在兩個(gè)目標(biāo)分量中的每個(gè)的右側(cè)的頻率分量。當(dāng)k是3的目標(biāo)分量是參考分量時(shí)，k是4和5的頻率分量是與參考分量相應(yīng)的非目標(biāo)分量。當(dāng)k是6的目標(biāo)分量是參考分量時(shí)，k是7和8的頻率分量是與參考分量相應(yīng)的非目標(biāo)分量。

在圖9C的示例中，目標(biāo)分量信號931的電功率和非目標(biāo)分量信號932的電功率被用于計(jì)算質(zhì)量度量。目標(biāo)分量的數(shù)量是3，非目標(biāo)分量是分布在三個(gè)目標(biāo)分量中的每個(gè)的右側(cè)的頻率分量。

如以上所描述的，可使用目標(biāo)分量信號的電功率以及分布在目標(biāo)分量信號的右側(cè)的非目標(biāo)分量信號的電功率來計(jì)算質(zhì)量度量。

提供參照圖9A至圖9C描述的示例僅作為示意性示例，因此質(zhì)量度量不受限于參照圖9A至圖9C描述的示例。在下文中，將參照圖10描述質(zhì)量度量的另一示例。

圖10是示出質(zhì)量度量的另一示例的示圖。

與圖9A至圖9C示出的示例不同，將被用于計(jì)算質(zhì)量度量的非目標(biāo)分量是分布在目標(biāo)分量的左側(cè)的頻率分量以及分布在目標(biāo)分量的右側(cè)的頻率分量。在圖10的示例中，當(dāng)k是R的目標(biāo)分量是參考分量時(shí)，分布在參考分量的左側(cè)的一個(gè)頻率分量以及分布在參考分量的右側(cè)的兩個(gè)頻率分量是與參考分量相應(yīng)的非目標(biāo)分量。相似地，當(dāng)k是2R的目標(biāo)分量是參考分量時(shí)，2R-1頻率分量、2R+1頻率分量以及2R+2頻率分量是與參考分量相應(yīng)的非目標(biāo)分量。圖10中示出的質(zhì)量度量的另一示例可通過下面的等式8來表示。

在等式8中，“L_left”和“L_right”表示整數(shù)，并且L_left+L_right＝R-1。

如圖10中所示，可基于目標(biāo)分量信號1010的電功率以及非目標(biāo)分量1020的電功率來計(jì)算質(zhì)量度量。

雖然未在圖10中示出，但是在一個(gè)示例中，使用非目標(biāo)分量的電功率的最大電功率來計(jì)算質(zhì)量度量。在另一示例中，基于M個(gè)目標(biāo)分量信號的電功率的和以及非目標(biāo)分量信號的電功率的最大電功率來計(jì)算質(zhì)量度量。質(zhì)量度量的另一示例可通過下面的等式9來表示。

具有最大電功率的非目標(biāo)分量被識(shí)別，M個(gè)目標(biāo)分量信號的電功率的和相比于M*(R-1)*最大電功率的值被計(jì)算作為質(zhì)量度量。此外，與等式9不同，可使用目標(biāo)分量信號的電功率的最大電功率或最小電功率來計(jì)算質(zhì)量度量。例如，M*最大電功率的值相比于非目標(biāo)分量信號的電功率的和可被計(jì)算作為質(zhì)量度量。此外，M個(gè)目標(biāo)分量信號的電功率的和相比于M*(R-1)*最小電功率可被計(jì)算作為質(zhì)量度量。最小電功率是非目標(biāo)分量信號的電功率的最小電功率。

提供參照圖10描述的示例僅作為示意性示例，因此質(zhì)量度量不受限于參照圖10描述的示例。

圖11是示出生物信號處理設(shè)備1100的示例的示圖。

參照圖11，生物信號處理設(shè)備1100包括通信接口1110和處理器1120。

通信接口1110接收生物信號。例如，通信接口1110包括處理器1120的輸入端口和輸出端口。通信接口1110通過總線(未示出)接收由傳感器感測的生物信號，處理器1120從通信接口1110接收生物信號。

處理器1120設(shè)置生物信號的目標(biāo)間隔。目標(biāo)間隔是被設(shè)置為計(jì)算將被用于估計(jì)生物信號的質(zhì)量的質(zhì)量度量的間隔。如下文所描述，目標(biāo)間隔是將被監(jiān)測的目標(biāo)生物信號。處理器1120將包括在第一點(diǎn)與第二點(diǎn)之間的生物信號設(shè)置為目標(biāo)間隔。此外，可基于生物信號的特性來設(shè)置目標(biāo)間隔。例如，正常的心率范圍是每分鐘60至100次，處理器1120可基于正常的心率范圍來設(shè)置目標(biāo)間隔。此外，處理器1120還可基于除了正常的心率范圍之外的偏離正常的心率范圍的異常范圍來設(shè)置目標(biāo)間隔。異常范圍可以是預(yù)設(shè)范圍。

處理器1120基于目標(biāo)分量和非目標(biāo)分量來計(jì)算與目標(biāo)間隔相應(yīng)的質(zhì)量度量。目標(biāo)分量是目標(biāo)間隔的頻率分量中與設(shè)置值相應(yīng)的頻率分量，非目標(biāo)分量是目標(biāo)間隔的頻率分量中不與設(shè)置值相應(yīng)的頻率分量。

當(dāng)目標(biāo)間隔被設(shè)置時(shí)，處理器1120將目標(biāo)間隔轉(zhuǎn)換為頻域信號。例如，從通信接口1110輸入的生物信號是被采樣的生物信號，因此處理器1120將DFT或FFT應(yīng)用到從通信接口1110輸入的生物信號。

處理器1120將頻域信號的頻率分量中是設(shè)置值的整數(shù)倍的頻率分量定義為目標(biāo)分量。此外，處理器120將不是設(shè)置值的整數(shù)倍的頻率分量定義為非目標(biāo)分量。

處理器1120提取第一數(shù)量的目標(biāo)分量信號，并且提取第二數(shù)量的非目標(biāo)分量信號。基于第一數(shù)量和設(shè)置值來定義第二數(shù)量。當(dāng)?shù)谝粩?shù)量是M并且設(shè)置值是R時(shí)，第二數(shù)量的值是M*(R-1)。處理器1120使用提取的第一數(shù)量的信號的電功率以及提取的第二數(shù)量的信號的電功率來計(jì)算質(zhì)量度量，并且質(zhì)量度量可通過下面的等式10或11來表示。

在等式11中，分母的部分表示分布在目標(biāo)分量信號的左側(cè)的非目標(biāo)分量信號的電功率，分母的部分表示分布在目標(biāo)分量信號的右側(cè)的非目標(biāo)分量信號的電功率。

此外，處理器1120可使用非目標(biāo)分量信號的電功率的最大電功率以及目標(biāo)分量信號的電功率來計(jì)算質(zhì)量度量，并且質(zhì)量度量可通過下面的等式12來表示。

處理器1120在質(zhì)量度量被計(jì)算之后改變目標(biāo)間隔和設(shè)置值中的一個(gè)或兩個(gè)。為了改變目標(biāo)間隔，處理器1120擴(kuò)大目標(biāo)間隔。擴(kuò)大目標(biāo)間隔表示設(shè)置新的目標(biāo)間隔。處理器1120設(shè)置時(shí)間上與目標(biāo)間隔不同的新的目標(biāo)間隔。此外，為了改變設(shè)置值，處理器1120增大或減小設(shè)置值。處理器1120在不改變目標(biāo)間隔的情況下來改變設(shè)置值R。

處理器1120基于目標(biāo)間隔和設(shè)置值中的一個(gè)或兩個(gè)的改變來計(jì)算與質(zhì)量度量不同的另一質(zhì)量度量。處理器1120計(jì)算與改變的目標(biāo)間隔相應(yīng)的質(zhì)量度量。此外，處理器1120使用改變的設(shè)置值來計(jì)算另一質(zhì)量度量。例如，處理器1120計(jì)算在R是2時(shí)的SNR_RS(M,R)以及R是3時(shí)的SNR_RS(M,R)。在另一示例中，處理器1120通過改變M和R的值來計(jì)算不同的質(zhì)量度量。在另一示例中，處理器1120通過改變設(shè)置值和目標(biāo)間隔來計(jì)算與質(zhì)量度量不同的另一質(zhì)量度量。

提供以上所描述的計(jì)算另一質(zhì)量度量的示例僅作為示意性示例，因此計(jì)算另一質(zhì)量度量不受限于以上描述。

處理器1120基于質(zhì)量度量估計(jì)生物信號的質(zhì)量。處理器1120基于質(zhì)量度量和另一質(zhì)量度量來確定第一最大質(zhì)量度量。第一最大質(zhì)量度量是質(zhì)量度量和另一質(zhì)量度量中的最大值。處理器1120將第一最大質(zhì)量度量存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中。此外，處理器1120將與第一最大質(zhì)量度量相應(yīng)的目標(biāo)間隔的識(shí)別信息(例如，目標(biāo)間隔的開始樣本的索引以及結(jié)束樣本的索引)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中。

在一個(gè)示例中，處理器1120接收與生物信號(在下文被稱為第一生物信號)不同的另一生物信號(在下文被稱為第二生物信號)。第二生物信號的感測通道與第一生物信號的感測通道不同?？蛇x地，在與第一生物信號被感測的時(shí)間不同的時(shí)間感測第二生物信號。第二生物信號的感測通道和/或第二生物信號被感測的時(shí)間間隔不同于第一生物信號的感測信道和/或第一生物信號被感測的時(shí)間間隔。處理器1120使用與估計(jì)第一生物信號的質(zhì)量相同的方法來估計(jì)第二生物信號的質(zhì)量。處理器1120基于第一生物信號的質(zhì)量以及第二生物信號的質(zhì)量來確定將被監(jiān)測的目標(biāo)生物信號。

在一個(gè)示例中，處理器1120計(jì)算第二生物信號的多個(gè)質(zhì)量度量，并且確定所述多個(gè)質(zhì)量度量中的第二最大質(zhì)量度量。第二最大質(zhì)量度量是所述多個(gè)質(zhì)量度量中的最大值。當(dāng)?shù)诙畲筚|(zhì)量度量被確定時(shí)，處理器1120確定第二最大質(zhì)量度量和第一最大質(zhì)量度量中的最大值。處理器1120將與該最大值相應(yīng)的目標(biāo)間隔確定為將被監(jiān)測的目標(biāo)生物信號。

在另一示例中，處理器1120確定第一最大質(zhì)量度量是否大于或等于閾值。當(dāng)?shù)谝蛔畲筚|(zhì)量度量大于或等于閾值時(shí)，處理器1120將與第一最大質(zhì)量度量相應(yīng)的目標(biāo)間隔確定為將被監(jiān)測的目標(biāo)生物信號。當(dāng)將被監(jiān)測的目標(biāo)生物信號被確定時(shí)，處理器1120暫停獲得第二最大質(zhì)量度量。在這樣的情況下，處理器1120生成控制信號以提供暫停獲得第二最大質(zhì)量度量的指令。當(dāng)?shù)谝毁|(zhì)量度量小于閾值時(shí)，處理器1120確定第二最大質(zhì)量度量是否大于或等于閾值。當(dāng)?shù)诙畲筚|(zhì)量度量小于閾值時(shí)，處理器1120將又一生物信號的最大質(zhì)量度量與閾值比較，以確定將被監(jiān)測的目標(biāo)生物信號。當(dāng)感測的生物信號中的每個(gè)的最大質(zhì)量度量都小于閾值時(shí)，處理器1120生成控制信號，以提供感測生物信號的指令。生物信號基于控制信號被感測。

在一個(gè)示例中，處理器1120將確定的生物信號的非目標(biāo)分量信號的幅度定義為預(yù)設(shè)值。例如，處理器1120將非目標(biāo)分量信號的幅度定義為0，從而確定的生物信號不具有非目標(biāo)分量。由于確定的生物信號是頻域信號，因此處理器1120將確定的生物信號轉(zhuǎn)換為時(shí)域信號。例如，處理器1120通過將反快速傅里葉變換(IFFT)應(yīng)用到確定的生物信號，來將確定的生物信號轉(zhuǎn)換為時(shí)域信號。當(dāng)非目標(biāo)分量信號的幅度被定義為0時(shí)，通過轉(zhuǎn)換獲得的時(shí)域信號是去除了噪聲分量的信號。

確定為被監(jiān)測的目標(biāo)生物信號通過通信器被發(fā)送到外部裝置。通信器可被包括在生物信號處理設(shè)備1100中?？蛇x地，通信器可以是與生物信號處理設(shè)備1100物理分開并且位于生物信號處理設(shè)備1100外部的裝置。生物信號處理設(shè)備1100控制通信器將確定為被監(jiān)測的目標(biāo)生物信號發(fā)送到外部裝置。由通信器所支持的通信方法可包括，例如，無線局域網(wǎng)(WLAN)方法、Wi-Fi方法、數(shù)字生活網(wǎng)絡(luò)聯(lián)盟(DLNA)方法、無線寬帶(WiBro)方法、全球微波互聯(lián)接入(WiMAX)方法、高速下行分組接入(HSDPA)方法、藍(lán)牙方法、射頻識(shí)別(RFID)方法、紅外數(shù)據(jù)組織(IrDA)方法、超寬帶(UWB)方法、ZigBee方法以及近場通信(NFC)方法。發(fā)送到外部裝置的生物信號可被監(jiān)測，因此用戶的健康信息可通過監(jiān)測而被獲得。

參照圖1至圖10提供的描述也可應(yīng)用于圖11，因此已經(jīng)省略圖11的更加詳細(xì)的描述。

圖12至圖14是示出計(jì)算質(zhì)量量度的處理的示例的示圖。

在圖12中，示出生物信號1210。參照圖12，生物信號1210被輸入到生物信號處理設(shè)備。輸入到生物信號處理設(shè)備的生物信號1210是基于采樣率被采樣并且經(jīng)由模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)的信號。

生物信號處理設(shè)備設(shè)置目標(biāo)間隔。生物信號處理設(shè)備將N_min個(gè)樣本設(shè)置到目標(biāo)間隔1220。“T_s”表示是采樣率的倒數(shù)的采樣間隔。目標(biāo)間隔1220的時(shí)間長度是N_min*T_s。生物信號處理設(shè)備通過N_min點(diǎn)的FFT將目標(biāo)間隔1220轉(zhuǎn)換為頻域信號。生物信號處理設(shè)備基于頻域信號的頻率分量中的目標(biāo)分量以及非目標(biāo)分量，來計(jì)算與目標(biāo)間隔1220相應(yīng)的質(zhì)量度量1221。當(dāng)質(zhì)量度量1221被計(jì)算時(shí)，生物信號處理設(shè)備改變目標(biāo)間隔1220。生物信號處理設(shè)備將目標(biāo)間隔1220的樣本的數(shù)量增大N_delta的值，以設(shè)置目標(biāo)間隔1230。目標(biāo)間隔1230的時(shí)間長度是(N_min+N_delta)*T_s。

當(dāng)目標(biāo)間隔1230被設(shè)置時(shí)，生物信號處理設(shè)備計(jì)算與目標(biāo)間隔1230相應(yīng)的質(zhì)量度量1231。生物信號處理設(shè)備比較質(zhì)量度量1221與質(zhì)量度量1231。生物信號處理設(shè)備從質(zhì)量度量1221和質(zhì)量度量1231選擇更大的質(zhì)量度量。在該示例中，質(zhì)量度量1231被假設(shè)為大于質(zhì)量度量1221。

基于選擇質(zhì)量度量1231，生物信號處理設(shè)備將目標(biāo)間隔1230的樣本的數(shù)量增大N_delta的值，以設(shè)置目標(biāo)間隔1240，并且計(jì)算與目標(biāo)間隔1240相應(yīng)的質(zhì)量度量1241。生物信號處理設(shè)備比較質(zhì)量度量1231與質(zhì)量度量1241，并且從質(zhì)量度量1231和質(zhì)量度量1241選擇更大的質(zhì)量度量。在該示例中，質(zhì)量度量1241被假設(shè)為大于質(zhì)量度量1231。

基于選擇質(zhì)量度量1241，生物信號處理設(shè)備將N_max個(gè)樣本設(shè)置到目標(biāo)間隔1250，并且計(jì)算與目標(biāo)間隔1250相應(yīng)的質(zhì)量度量1251。生物信號處理設(shè)備比較質(zhì)量度量1241與質(zhì)量度量1251，并且從質(zhì)量度量1241和質(zhì)量度量1251選擇更大的質(zhì)量度量。在該示例中，質(zhì)量度量1241被假設(shè)為大于質(zhì)量度量1251。

因此，質(zhì)量度量1241和目標(biāo)間隔1240通過處理生物信號1210而被獲得。

生物信號處理設(shè)備使用參照圖12描述的方法來處理多個(gè)生物信號，并且獲得每個(gè)生物信號的最大質(zhì)量度量。

可基于生物信號的特性來預(yù)先設(shè)置N_min的值和N_max的值。例如，可基于正常的心率范圍來設(shè)置N_min和N_max的各自的值。除了正常的心率范圍之外，還可基于偏離正常的心率范圍的異常心率范圍來設(shè)置N_min和N_max的值。異常心率范圍可以是系統(tǒng)中的給定值。

基于目標(biāo)間隔1220、1230、1240以及1250的波形，在質(zhì)量度量1221、1231、1241以及1251中識(shí)別最大值。當(dāng)質(zhì)量度量的設(shè)置值是R并且生物信號的波形被重復(fù)R次時(shí)，生物信號的質(zhì)量度量將是較大的。在圖12中，當(dāng)R是3(R＝3)時(shí)，質(zhì)量度量1241是最大值。由于波形在目標(biāo)間隔1240中被重復(fù)三次，因此質(zhì)量度量1241是最大值。將參照圖13詳細(xì)地描述生物信號的波形重復(fù)的數(shù)量與質(zhì)量度量之間的關(guān)系。

在頻域分析中，因?yàn)榕c目標(biāo)間隔1240的頻率分量中是R的整倍數(shù)的第三頻率分量和第六頻率分量相應(yīng)的信號的幅度較大，而與不是R的整倍數(shù)的頻率分量相應(yīng)的信號的幅度較小，所以質(zhì)量度量1241是最大值。在該示例中，基于等式10至等式12的質(zhì)量度量的特性被采用。在下文中，將參照示出頻域信號的圖13來提供詳細(xì)的描述。

在圖13中，示出與目標(biāo)間隔1310、目標(biāo)間隔1320以及目標(biāo)間隔1330分別相應(yīng)的頻域信號1311、頻域信號1321以及頻域信號1331。

在該示例中，M是2(M＝2)并且R是3(R＝3)。

參照等式13，與目標(biāo)間隔1310相應(yīng)的質(zhì)量度量是-1.18分貝(dB)，與目標(biāo)間隔1320相應(yīng)的質(zhì)量度量是20.41分貝(dB)，與目標(biāo)間隔1330相應(yīng)的質(zhì)量度量是-2.88分貝(dB)。

與在頻域信號1311、頻域信號1321以及頻域信號1331的圖形中的線改變方向的點(diǎn)相應(yīng)的頻率是頻率分量。由于R被設(shè)置為3，因此頻域信號1311的第三頻率分量和第六頻率分量是目標(biāo)分量。在頻域信號1311的情況下，目標(biāo)分量信號1312和非目標(biāo)分量信號1313不是可辨識(shí)的。因此，在頻域分析中，期望的信號通過頻域信號1311不能被識(shí)別。相似地，在頻域信號1331的情況下，目標(biāo)分量信號1332和非目標(biāo)分量信號1333是不可辨識(shí)的。

在頻域信號1321的情況下，目標(biāo)分量信號1322和非目標(biāo)分量信號1323是可辨識(shí)的。作為目標(biāo)分量信號1322的第三頻率分量信號和第六頻率分量信號的幅度大于作為非目標(biāo)分量信號1323的另外的頻率分量信號的幅度。因此，與目標(biāo)間隔1320相應(yīng)的質(zhì)量度量大于其他質(zhì)量度量，并且期望的信號能夠通過目標(biāo)分量被識(shí)別。在頻域分析中，期望的信號可通過頻域信號1321被識(shí)別。

在一個(gè)示例中，當(dāng)目標(biāo)間隔1310被擴(kuò)大為更接近于目標(biāo)間隔1320時(shí)，質(zhì)量度量增大。當(dāng)目標(biāo)間隔1320被擴(kuò)大為更接近于目標(biāo)間隔1330時(shí)，質(zhì)量度量減小。目標(biāo)間隔1310與目標(biāo)間隔1320之間的目標(biāo)間隔的頻域信號將比頻域信號1311更接近于頻域信號1321，因此與目標(biāo)間隔1310和目標(biāo)間隔1320之間的目標(biāo)間隔相應(yīng)的質(zhì)量度量將大于與目標(biāo)間隔1310相應(yīng)的質(zhì)量度量。相似地，與目標(biāo)間隔1320和目標(biāo)間隔1330之間的目標(biāo)間隔相應(yīng)的質(zhì)量度量將大于與目標(biāo)間隔1330相應(yīng)的質(zhì)量度量。

此外，目標(biāo)間隔1310至目標(biāo)間隔1330的波形出現(xiàn)的數(shù)量與質(zhì)量度量相關(guān)聯(lián)。如圖13中所示，目標(biāo)間隔1310中的波形重復(fù)的數(shù)量小于三次，目標(biāo)間隔1320中的波形重復(fù)的數(shù)量是三次，目標(biāo)間隔1330中的波形重復(fù)的數(shù)量大于三次。由于目標(biāo)間隔1320的擴(kuò)大，因此目標(biāo)間隔1330中的波形重復(fù)的數(shù)量大于三次。當(dāng)目標(biāo)間隔1320中的波形重復(fù)的數(shù)量對應(yīng)于R時(shí)，與目標(biāo)間隔1320相應(yīng)的質(zhì)量度量將大于目標(biāo)間隔1310和目標(biāo)間隔1330各自的質(zhì)量度量。當(dāng)波形重復(fù)的數(shù)量對應(yīng)于R時(shí)，目標(biāo)分量信號的幅度將大于非目標(biāo)分量信號的幅度，因此質(zhì)量度量將更大。相似地，參照圖12，與質(zhì)量度量1241相應(yīng)的目標(biāo)間隔1240中的波形重復(fù)的數(shù)量是三次，在其他目標(biāo)間隔中的波形重復(fù)的數(shù)量小于或大于三次。由于目標(biāo)間隔1240中的波形重復(fù)的數(shù)量對應(yīng)于R，因此質(zhì)量度量1241大于其他質(zhì)量度量。

因此，目標(biāo)間隔1310可被擴(kuò)大，以發(fā)現(xiàn)波形被重復(fù)與設(shè)置值R相應(yīng)的次數(shù)的目標(biāo)間隔1320。

參照圖12和圖13提供的描述也可被應(yīng)用到圖10，因此已經(jīng)省略圖10的更加詳細(xì)的解釋。

在圖14中，示出生物信號1410的示例。

生物信號處理設(shè)備設(shè)置目標(biāo)間隔1420，并且計(jì)算與目標(biāo)間隔1420相應(yīng)的第一質(zhì)量度量。生物信號處理設(shè)備將目標(biāo)間隔1420擴(kuò)大第一步長。例如，生物信號處理設(shè)備將目標(biāo)間隔1420的樣本的數(shù)量增大第一步長。當(dāng)目標(biāo)間隔1420被擴(kuò)大時(shí)，目標(biāo)間隔1421被設(shè)置。生物信號處理設(shè)備計(jì)算與目標(biāo)間隔1421相應(yīng)的第二質(zhì)量度量，并且將第一質(zhì)量度量與第二質(zhì)量度量比較。然后生物信號處理設(shè)備將目標(biāo)間隔1421擴(kuò)大第一步長。當(dāng)目標(biāo)間隔1421被擴(kuò)大時(shí)，目標(biāo)間隔1422被設(shè)置。生物信號處理設(shè)備計(jì)算與目標(biāo)間隔1422相應(yīng)的第三質(zhì)量度量。在該示例中，第二質(zhì)量度量被假設(shè)為在第一質(zhì)量度量、第二質(zhì)量度量和第三質(zhì)量度量中是最大的。

在一個(gè)示例中，生物信號處理設(shè)備使用第一步長來改變目標(biāo)間隔，并且選擇第一步長被使用的第一改變的目標(biāo)間隔中的任意一個(gè)。為了進(jìn)行選擇，生物信號處理設(shè)備使用質(zhì)量度量。在圖14中，生物信號處理設(shè)備從目標(biāo)間隔1420、目標(biāo)間隔1421以及目標(biāo)間隔1422選擇與具有最大值的質(zhì)量度量相應(yīng)的目標(biāo)間隔1421。

生物信號處理設(shè)備使用第二步長來改變選擇的、改變的目標(biāo)間隔。第二步長可小于第一步長。在圖14中，生物信號處理設(shè)備將目標(biāo)間隔1421擴(kuò)大或減小第二步長。當(dāng)目標(biāo)間隔1421被減小第二步長時(shí)，目標(biāo)間隔1430被設(shè)置。當(dāng)目標(biāo)間隔1421被擴(kuò)大第二步長時(shí)，目標(biāo)間隔1431被設(shè)置。分別與目標(biāo)間隔1421、目標(biāo)間隔1430以及目標(biāo)間隔1431相應(yīng)的質(zhì)量度量中的最大值被確定為最大質(zhì)量度量。

在一個(gè)示例中，生物信號處理設(shè)備通過將目標(biāo)間隔改變第一步長來處理生物信號，并且確定基于處理的結(jié)果計(jì)算的質(zhì)量度量的方向性。也就是說，生物信號處理設(shè)備確定質(zhì)量度量增大還是減小。如圖14中所示，第一質(zhì)量度量小于第二質(zhì)量度量，并且第二質(zhì)量度量大于第三質(zhì)量度量。當(dāng)目標(biāo)間隔1420被擴(kuò)大為目標(biāo)間隔1421時(shí)，質(zhì)量度量增大。當(dāng)目標(biāo)間隔1421被擴(kuò)大到目標(biāo)間隔1422時(shí)，質(zhì)量度量減小。因此，與最大質(zhì)量度量相應(yīng)的目標(biāo)間隔大于或等于目標(biāo)間隔1421并且小于目標(biāo)間隔1422。生物信號處理設(shè)備將目標(biāo)間隔1421擴(kuò)大第二步長，并且計(jì)算與擴(kuò)大的目標(biāo)間隔相應(yīng)的質(zhì)量度量。

參照圖1至圖13提供的描述也可應(yīng)用于圖14，因此已經(jīng)省略圖14的更加詳細(xì)的描述。

圖15是示出生物信號處理設(shè)備1500的另一示例的示圖。

參照圖15，生物信號處理設(shè)備1500包括質(zhì)量度量定義器1510、質(zhì)量估計(jì)器1520以及確定器1530。

質(zhì)量度量定義器1510基于生物信號的目標(biāo)間隔的目標(biāo)分量和非目標(biāo)分量來定義質(zhì)量度量。目標(biāo)分量是對應(yīng)于設(shè)置值的目標(biāo)間隔的頻率分量，而非目標(biāo)分量是不對應(yīng)于設(shè)置值的目標(biāo)間隔的頻率分量。

質(zhì)量度量定義器1510將目標(biāo)間隔轉(zhuǎn)換為頻域信號，并且將頻域信號的頻率分量中是設(shè)置值的整倍數(shù)的頻域分量定義為目標(biāo)分量。此外，質(zhì)量度量定義器1510提取第一數(shù)量的目標(biāo)分量信號以及第二數(shù)量的非目標(biāo)分量信號。第二數(shù)量基于第一數(shù)量和設(shè)置值被定義。質(zhì)量度量定義器1510使用提取的第一數(shù)量的目標(biāo)分量信號的電功率以及提取的第二數(shù)量的非目標(biāo)分量信號的電功率來定義質(zhì)量度量。

質(zhì)量估計(jì)器1520基于質(zhì)量度量來估計(jì)生物信號的質(zhì)量。例如，質(zhì)量估計(jì)器1520通過獲得生物信號的各個(gè)典型的質(zhì)量度量來估計(jì)生物信號的質(zhì)量。在下文中，將描述估計(jì)多個(gè)生物信號中的單獨(dú)的生物信號的質(zhì)量的方法。質(zhì)量估計(jì)器1520通過改變單獨(dú)的生物信號的目標(biāo)間隔和設(shè)置值中的一個(gè)或兩個(gè)來獲得多個(gè)質(zhì)量度量。質(zhì)量估計(jì)器1520基于質(zhì)量度量獲得最大質(zhì)量度量，并且將最大質(zhì)量度量確定為典型的質(zhì)量度量。此外，質(zhì)量估計(jì)器1520將與典型的質(zhì)量度量相應(yīng)的目標(biāo)間隔存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中。相似地，質(zhì)量估計(jì)器1520確定另一生物信號的典型的質(zhì)量度量，并且將與典型的質(zhì)量度量相應(yīng)的目標(biāo)間隔存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中。

確定器1530基于生物信號的質(zhì)量來確定將被監(jiān)測的目標(biāo)生物信號。在一個(gè)示例中，確定器1530將與典型的質(zhì)量度量的最大值相應(yīng)的目標(biāo)間隔確定為將被監(jiān)測的目標(biāo)生物信號。在另一示例中，確定器1530確定單獨(dú)的生物信號的典型的質(zhì)量度量是否大于或等于閾值，并且當(dāng)確定器1530確定該單獨(dú)的生物信號的典型的質(zhì)量度量大于或等于閾值時(shí)，將與典型的質(zhì)量度量相應(yīng)的目標(biāo)間隔確定為將被監(jiān)測的目標(biāo)生物信號。

確定器1530將確定的生物信號的非目標(biāo)分量信號的幅度定義為預(yù)設(shè)值。例如，非目標(biāo)分量信號的幅度被設(shè)置為0，由此來去除確定的生物信號的噪聲分量以及其他畸變。

確定器1530獲得確定的生物信號的周期信息。

參照圖1至圖14提供的描述也可應(yīng)用于圖15，因此已經(jīng)省略圖15的更加詳細(xì)的描述。

圖16是示出確定生物信號中將被監(jiān)測的目標(biāo)生物信號的處理的示例的示圖。

在圖16中，感測的N_trial次的生物信號被假設(shè)為通過N_channel個(gè)感測通道被發(fā)送到生物信號處理設(shè)備。生物信號處理設(shè)備處理N_channel*N_trial個(gè)生物信號，以確定將被監(jiān)測的目標(biāo)生物信號。

在圖16中，示出多個(gè)生物信號，例如，生物信號1611、生物信號1621、生物信號1631、生物信號1641以及生物信號1651。雖然生物信號1611至生物信號1651的感測通道是相同的，但是生物信號1611至生物信號1651的感測的時(shí)間間隔是不同的。生物信號處理設(shè)備處理在不同的時(shí)間間隔(例如，時(shí)間間隔1610、時(shí)間間隔1620、時(shí)間間隔1630、時(shí)間間隔1640以及時(shí)間間隔1650)中感測的生物信號1611至生物信號1651，并且基于處理的結(jié)果確定將被監(jiān)測的目標(biāo)生物信號。

當(dāng)SNR是最大質(zhì)量度量(例如，最大質(zhì)量度量1613、最大質(zhì)量度量1623、最大質(zhì)量度量1633、最大質(zhì)量度量1643以及最大質(zhì)量度量1653)時(shí)，目標(biāo)間隔(例如，目標(biāo)間隔1612、目標(biāo)間隔1622、目標(biāo)間隔1632、目標(biāo)間隔1642以及目標(biāo)間隔1652)分別對應(yīng)于最大質(zhì)量度量1613至最大質(zhì)量度量1653。在該示例中，在設(shè)置值是3的情況下計(jì)算質(zhì)量度量。

生物信號處理設(shè)備選擇最大質(zhì)量度量1613至最大質(zhì)量度量1653中具有最大值的最大質(zhì)量度量。如圖16中所示，最大質(zhì)量度量1643在最大質(zhì)量度量1613至最大質(zhì)量度量1653中具有最大值，因此生物信號處理設(shè)備將與最大質(zhì)量度量1643相應(yīng)的目標(biāo)間隔1642確定為將被監(jiān)測的目標(biāo)生物信號。

如以上所描述，目標(biāo)間隔1642中的波形重復(fù)的數(shù)量對應(yīng)于設(shè)置值，而其他目標(biāo)間隔中的波形重復(fù)的數(shù)量不對應(yīng)于設(shè)置值。生物信號中的將被監(jiān)測的目標(biāo)生物信號的波形重復(fù)的數(shù)量對應(yīng)于設(shè)置值。生物信號處理設(shè)備通過將目標(biāo)間隔1642的時(shí)間長度除以設(shè)置值來獲得目標(biāo)間隔1642的周期信息。生物信號處理設(shè)備使用周期信息來估計(jì)用戶的健康信息，并將周期信息發(fā)送到外部監(jiān)測裝置。

在一個(gè)示例中，生物信號處理設(shè)備基于確定的將被監(jiān)測的生物信號的波形圖案，來執(zhí)行用戶認(rèn)證。例如，生物信號處理設(shè)備將目標(biāo)間隔1642的波形圖案與預(yù)存儲(chǔ)的波形圖案比較，并且當(dāng)比較的結(jié)果指示波形圖像相似于或?qū)?yīng)于預(yù)存儲(chǔ)的波形圖案時(shí)，生物信號處理設(shè)備認(rèn)證用戶。

參照圖1至圖15提供的描述也可應(yīng)用于圖16，因此已經(jīng)省略圖16的更加詳細(xì)的描述。

圖17是示出生物信號處理設(shè)備1700的另一示例的示圖。

參照圖17，生物信號處理設(shè)備1700包括檢測器1710、質(zhì)量估計(jì)器1720、質(zhì)量比較器1730以及生物信號選擇器1740。

檢測器1710感測生物信號。例如，檢測器1710包括血管容積圖(PPG)傳感器，并且感測用戶的PPG信號。

檢測器1710在多個(gè)時(shí)間間隔期間通過多個(gè)感測通道來感測用戶的生物信號。例如，N_channel個(gè)感測通道與用戶的身體接觸，生物信號通過每個(gè)感測通道被感測N_trial次。在這樣的示例中，檢測器1710感測N_channel*N_trial個(gè)生物信號。檢測器1710將N_channel*N_trial個(gè)生物信號中的第一生物信號發(fā)送到質(zhì)量估計(jì)器1720。

質(zhì)量估計(jì)器1720估計(jì)第一生物信號的質(zhì)量。

質(zhì)量估計(jì)器1720包括目標(biāo)間隔設(shè)置器1721、頻域信號轉(zhuǎn)換器1722、質(zhì)量度量計(jì)算器1723以及最大質(zhì)量度量更新器1724。

目標(biāo)間隔設(shè)置器1721設(shè)置第一生物信號的目標(biāo)間隔。例如，目標(biāo)間隔設(shè)置器1721將包括在第一生物信號的第一時(shí)間點(diǎn)與第二時(shí)間點(diǎn)之間的生物信號設(shè)置為目標(biāo)間隔。概括地，目標(biāo)間隔設(shè)置器1721設(shè)置從第一個(gè)樣本至第N_min個(gè)樣本的目標(biāo)間隔。N_min是預(yù)設(shè)值?？蛇x地，目標(biāo)間隔設(shè)置器1721設(shè)置從第n個(gè)樣本至第N_min個(gè)樣本的目標(biāo)間隔。n的值小于N_min的值。提供以上所描述的目標(biāo)間隔僅作為示例，因此目標(biāo)間隔不受限于這些示例。

頻域信號轉(zhuǎn)換器1722將目標(biāo)間隔轉(zhuǎn)換為頻域信號。例如，頻域信號轉(zhuǎn)換器1722通過FFT或DFT來將目標(biāo)間隔轉(zhuǎn)換為頻域信號。此外，頻域信號轉(zhuǎn)換器1722可調(diào)節(jié)頻域信號的幅度和/或頻率。

質(zhì)量度量計(jì)算器1723計(jì)算頻域信號的質(zhì)量度量。對應(yīng)于設(shè)置值的頻域信號的頻率分量被稱為目標(biāo)分量，不對應(yīng)于設(shè)置值的頻域信號的頻率分量被稱為非目標(biāo)分量。質(zhì)量度量計(jì)算器1723基于目標(biāo)分量和非目標(biāo)分量來計(jì)算頻域信號的質(zhì)量度量。

最大質(zhì)量度量更新器1724更新第一生物信號的最大質(zhì)量度量。當(dāng)前通過內(nèi)循環(huán)1725計(jì)算的質(zhì)量度量是第一質(zhì)量度量。最大質(zhì)量度量更新器1724將第一質(zhì)量度量與之前通過內(nèi)循環(huán)1725計(jì)算的之前的質(zhì)量度量比較，并且確定第一質(zhì)量度量和之前的質(zhì)量度量中的哪個(gè)具有更大值。在該示例中，第一質(zhì)量度量被假設(shè)為大于之前的質(zhì)量度量。當(dāng)更大值被確定時(shí)，最大質(zhì)量度量更新器1724將反饋信號傳輸?shù)侥繕?biāo)間隔設(shè)置器1721。

目標(biāo)間隔設(shè)置器1721基于反饋信號來更新第一生物信號的目標(biāo)間隔。如以上所描述，由于目標(biāo)間隔從第一個(gè)樣本持續(xù)到第N_min個(gè)樣本，因此目標(biāo)間隔設(shè)置器1721將目標(biāo)間隔更新為從第一個(gè)樣本持續(xù)到第N_min+N_delta個(gè)樣本。

頻域信號轉(zhuǎn)換器1722將更新的目標(biāo)間隔轉(zhuǎn)換為頻域信號，質(zhì)量度量計(jì)算器1723計(jì)算與更新的目標(biāo)間隔相應(yīng)的質(zhì)量度量。與更新的目標(biāo)間隔相應(yīng)的質(zhì)量度量是第二質(zhì)量度量，最大質(zhì)量度量更新器1724將第一質(zhì)量度量與第二質(zhì)量度量比較，以確定第一質(zhì)量度量和第二質(zhì)量度量中的哪個(gè)具有更大值。當(dāng)最大質(zhì)量度量更新器1724確定第二質(zhì)量度量大于第一質(zhì)量度量時(shí)，最大質(zhì)量度量更新器1724更新第一生物信號的最大質(zhì)量度量。

當(dāng)反饋信號被傳輸?shù)侥繕?biāo)間隔設(shè)置器1721時(shí)，目標(biāo)間隔被更新為從第一個(gè)樣本至第N_max個(gè)樣本的目標(biāo)間隔，并且與從第一個(gè)樣本至第N_max個(gè)樣本的目標(biāo)間隔相應(yīng)的質(zhì)量度量可被計(jì)算，因此最大質(zhì)量度量被更新。在該示例中，N_max的值是預(yù)設(shè)值。

基于內(nèi)循環(huán)1725，目標(biāo)間隔設(shè)置器1721、頻域信號轉(zhuǎn)換器1722、質(zhì)量度量計(jì)算器1723以及最大質(zhì)量度量更新器1724的操作被重復(fù)。通過操作的重復(fù)，質(zhì)量估計(jì)器1720確定第一生物信號的最大質(zhì)量度量，并且將與最大質(zhì)量度量相應(yīng)的目標(biāo)間隔存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中。質(zhì)量估計(jì)器1720將第一生物信號的最大質(zhì)量度量傳輸?shù)劫|(zhì)量比較器1730。第一生物信號的質(zhì)量度量被稱為第一最大質(zhì)量度量。

在一個(gè)示例中，質(zhì)量比較器1730將第一最大質(zhì)量度量與通過外循環(huán)1731輸入的之前的最大質(zhì)量度量比較，以確定第一最大質(zhì)量度量和之前的最大質(zhì)量度量中的哪個(gè)具有更大值。在該示例中，第一最大質(zhì)量度量被假設(shè)為大于之前的最大質(zhì)量度量。當(dāng)質(zhì)量比較器1730確定第一最大質(zhì)量度量具有更大值時(shí)，質(zhì)量比較器1730生成反饋信號并且將反饋信號發(fā)送到檢測器1710。

在另一示例中，質(zhì)量比較器1730將第一最大質(zhì)量度量與閾值比較。當(dāng)質(zhì)量比較器1730確定第一最大質(zhì)量度量大于或等于閾值時(shí)，質(zhì)量比較器1730終止外循環(huán)1731并且將第一最大質(zhì)量度量傳輸?shù)缴镄盘栠x擇器1740。當(dāng)質(zhì)量比較器1730確定第一最大質(zhì)量度量小于閾值時(shí)，質(zhì)量比較器1730生成反饋信號并且將反饋信號發(fā)送到檢測器1710。

檢測器1710將感測的N_channel*N_trial個(gè)生物信號中的第二生物信號傳輸?shù)劫|(zhì)量估計(jì)器1720。基于內(nèi)循環(huán)1725，質(zhì)量估計(jì)器1720確定第二生物信號的最大質(zhì)量度量，并且將與最大質(zhì)量度量相應(yīng)目標(biāo)間隔存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中。質(zhì)量估計(jì)器1720將第二生物信號的最大質(zhì)量度量傳輸?shù)劫|(zhì)量比較器1730。在該示例中，第二生物信號的最大質(zhì)量度量被稱為第二最大質(zhì)量度量。質(zhì)量比較器1730將第一最大質(zhì)量度量與第二最大質(zhì)量度量比較，以確定第一最大質(zhì)量度量和第二最大質(zhì)量度量中的哪個(gè)具有更大值。當(dāng)更大值被確定時(shí)，外循環(huán)1731被重復(fù)。

當(dāng)外循環(huán)1731被重復(fù)N_channel*N_trial次時(shí)，N_channel*N_trial個(gè)生物信號的各個(gè)最大質(zhì)量度量被確定，并且與最大質(zhì)量度量相應(yīng)的各個(gè)目標(biāo)間隔被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中。當(dāng)外循環(huán)1731的重復(fù)終止時(shí)，N_channel*N_trial個(gè)最大質(zhì)量度量中的最大值被傳輸?shù)缴镄盘栠x擇器1740。當(dāng)N_channel*N_trial個(gè)生物信號中的每個(gè)的最大質(zhì)量度量小于閾值時(shí)，質(zhì)量比較器1730生成提供感測生物信號的指令的反饋信號，并且將反饋信號發(fā)送到檢測器1710。檢測器1710感測生物信號。

生物信號選擇器1740將與最大值相應(yīng)的目標(biāo)間隔確定為將被監(jiān)測的目標(biāo)生物信號。

參照圖1至圖16提供的描述也可應(yīng)用于圖17，因此已經(jīng)省略圖17的更加詳細(xì)的描述。

圖18是示出生物信號處理方法的示例的流程圖?？赏ㄟ^生物信號處理設(shè)備來執(zhí)行參照圖18描述的生物信號處理方法。

參照圖18，在操作1810中，生物信號處理設(shè)備接收生物信號。生物信號處理設(shè)備可從傳感器接收生物信號。

在操作1820中，生物信號處理設(shè)備設(shè)置生物信號的目標(biāo)間隔。

在操作1830中，生物信號處理設(shè)備基于目標(biāo)分量和非目標(biāo)分量來計(jì)算與目標(biāo)間隔相應(yīng)的質(zhì)量度量。目標(biāo)分量是對應(yīng)于設(shè)置值的目標(biāo)間隔的頻率分量，非目標(biāo)分量是不對應(yīng)于設(shè)置值的目標(biāo)間隔的頻率分量。

在操作1840中，生物信號處理設(shè)備基于質(zhì)量度量估計(jì)生物信號的質(zhì)量。

參照圖1至圖17提供的描述也可應(yīng)用于圖18，因此已經(jīng)省略圖18的更加詳細(xì)的描述。

圖19是示出生物信號處理方法的另一示例的流程圖。可通過生物信號處理設(shè)備來執(zhí)行參照圖19描述的生物信號處理方法。

參照圖19，在操作1910中，生物信號處理設(shè)備基于單獨(dú)的生物信號的目標(biāo)間隔的目標(biāo)分量和非目標(biāo)分量，來定義與目標(biāo)間隔相應(yīng)的質(zhì)量度量。

在操作1920中，生物信號處理設(shè)備基于質(zhì)量度量來估計(jì)多個(gè)生物信號的質(zhì)量。

在操作1930中，生物信號處理設(shè)備基于生物信號的質(zhì)量確定將被監(jiān)測的目標(biāo)生物信號。

參照圖1至圖17提供的描述也可應(yīng)用于圖19，因此已經(jīng)省略圖19的更加詳細(xì)的描述。

圖20示出包括生物信號處理設(shè)備的終端2000的示例。

參照圖20，終端2000包括傳感器2010。傳感器2010包括多個(gè)傳感器，并且感測用戶的各種生物信號。例如，傳感器2010感測PPG信號、身體溫度以及生物阻抗。

傳感器2010使用多個(gè)感測通道來感測生物信號。此外，傳感器2010在多個(gè)時(shí)間間隔中感測生物信號。例如，在N個(gè)感測通道以及M個(gè)時(shí)間間隔的情況下，由傳感器2010感測的生物信號的數(shù)量是N*M。

在圖20中所示的示例中，傳感器2010感測在用戶的指尖的生物信號。然而，傳感器2010可位于終端2000的另一部位，例如，在終端2000的后面和側(cè)面上，并且通過接觸不是用戶的手指的用戶的另一身體部位來感測生物信號。

由傳感器2010感測的生物信號被傳輸?shù)桨ㄔ诮K端2000中的生物信號處理設(shè)備。被傳輸?shù)缴镄盘柼幚碓O(shè)備的生物信號具有相同類型。生物信號處理設(shè)備處理每個(gè)生物信號。生物信號處理設(shè)備從第一生物信號的質(zhì)量度量選擇第一最大質(zhì)量度量，并且從第二生物信號的質(zhì)量度量選擇第二最大質(zhì)量度量。第一生物信號和第二生物信號是相同類型的生物信號。生物信號處理設(shè)備選擇第一最大質(zhì)量度量和第二最大質(zhì)量度量中的最大值，并且將與最大值相應(yīng)的目標(biāo)間隔確定為將被監(jiān)測的目標(biāo)生物信號。

終端2000使用將被監(jiān)測的目標(biāo)生物信號，來獲得與用戶的健康狀況相關(guān)聯(lián)的健康信息。例如，終端2000獲得用戶的心率。終端2000把將被監(jiān)測的生物信號傳輸?shù)酵獠勘O(jiān)測裝置。

通過執(zhí)行以上描述的生物信號處理，具有期望的質(zhì)量的生物信號可被用于監(jiān)測用戶的健康狀況。

參照圖1至圖19提供的描述也可應(yīng)用于圖20，因此已經(jīng)省略圖20的更加詳細(xì)的描述。

圖21示出包括生物信號處理設(shè)備的可穿戴裝置2100的示例。

參照圖21，可穿戴裝置2100包括傳感器(未示出)。雖然在圖21中可穿戴裝置2100被示出為手表型可穿戴裝置，但是可穿戴裝置2100不受限于所示出的手表型可穿戴裝置。

可穿戴裝置2100通過傳感器感測用戶的生物信號。傳感器接觸用戶手腕的身體不同部位，并且感測身體不同位置的生物信號。例如，傳感器感測三個(gè)至六個(gè)身體不同位置的生物信號。包括在可穿戴裝置2100中的生物信號處理設(shè)備處理感測的生物信號。

當(dāng)可穿戴裝置2100與用戶不穩(wěn)定接觸時(shí)，或者穿戴可穿戴裝置2100的用戶執(zhí)行大量運(yùn)動(dòng)時(shí)，可穿戴裝置2100可感測并處理失真的生物信號。例如，可穿戴裝置2100可感測并處理圖2B中示出的失真的生物信號。當(dāng)失真的生物信號被用于監(jiān)測用戶的健康時(shí)，會(huì)從中獲得錯(cuò)誤結(jié)果。

如同在圖20中示出的終端2000的情況，可穿戴裝置2100處理多個(gè)生物信號并且從生物信號提取具有期望的質(zhì)量的生物信號。由于生物信號處理設(shè)備使用通過多個(gè)感測通道和/或在多個(gè)時(shí)隙中感測的生物信號，因此由于不穩(wěn)定環(huán)境或者其他原因引起的失真的生物信號不會(huì)被用于監(jiān)測用戶的健康，僅有在穩(wěn)定環(huán)境中感測的生物信號會(huì)被用于監(jiān)測用戶的健康。此外，在此描述的生物信號處理方法包括從多個(gè)生物信號選擇具有期望的質(zhì)量的生物信號，因此在此描述的生物信號處理方法對不穩(wěn)定環(huán)境或移動(dòng)環(huán)境具有魯棒性。

雖然未在圖21中示出，但是生物信號處理設(shè)備可被包括在將被附著到用戶身體的傳感器中。

傳感器、可穿戴裝置2100以及用戶終端可形成無線體域網(wǎng)(WBAN)。傳感器和/或可穿戴裝置2100感測多個(gè)生物信號，并且從生物信號選擇具有期望的質(zhì)量的生物信號。傳感器和/或可穿戴裝置2100將選擇的生物信號發(fā)送到終端。終端通過經(jīng)由互聯(lián)網(wǎng)將選擇的生物信號發(fā)送到外部監(jiān)測裝置或者通過分析選擇的生物信號，來獲得與用戶的健康相關(guān)聯(lián)的信息。

參照圖1至圖19提供的描述也可應(yīng)用于圖21，因此已經(jīng)省略圖21的更加詳細(xì)的描述。

通過硬件組件來實(shí)現(xiàn)執(zhí)行在此參照圖4-圖21所描述的操作的圖11中示出的生物信號處理器1100、通信接口1110和處理器1120、圖15中示出的生物信號處理設(shè)備1500、質(zhì)量度量定義器1510、質(zhì)量估計(jì)器1520和確定器1530、圖17中示出的生物信號處理設(shè)備1700、檢測器1710、質(zhì)量估計(jì)器1720、目標(biāo)間隔設(shè)置器1721、頻域信號轉(zhuǎn)換器1722、質(zhì)量度量計(jì)算器1723、最大質(zhì)量度量更新器1724、質(zhì)量比較器1730以及生物信號選擇器1740。硬件組件的示例包括控制器、傳感器、生成器、驅(qū)動(dòng)器、存儲(chǔ)器、比較器、算術(shù)邏輯單元、加法器、減法器、乘法器、除法器、積分器以及本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所知的任何其他電子組件。在一個(gè)示例中，通過計(jì)算硬件，例如，通過一個(gè)或多個(gè)處理器或計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)硬件組件。通過一個(gè)或多個(gè)處理元件(諸如，邏輯門陣列、控制器和算術(shù)邏輯單元、數(shù)字信號處理器、微型計(jì)算機(jī)、可編程邏輯控制器、現(xiàn)場可編程門陣列、可編程邏輯陣列、微處理器或者本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所知的能夠以限定方式響應(yīng)并執(zhí)行指令以達(dá)到預(yù)期結(jié)果的任何其他裝置或裝置的組合)來實(shí)現(xiàn)處理器或計(jì)算機(jī)。在一個(gè)示例中，處理器或計(jì)算機(jī)包括或者被連接到存儲(chǔ)由處理器或計(jì)算機(jī)執(zhí)行的指令或軟件的一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)器。由處理器或計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的硬件組件執(zhí)行指令或軟件(諸如操作系統(tǒng)(OS)和在OS上運(yùn)行的一個(gè)或多個(gè)軟件應(yīng)用)，以執(zhí)行在此描述的關(guān)于圖4至圖21的操作。硬件組件還響應(yīng)于指令或軟件的執(zhí)行來訪問、操控、處理、創(chuàng)建和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。為簡單起見，單數(shù)術(shù)語“處理器”或“計(jì)算機(jī)”可被用于在此描述的示例的描述，但是，在其他示例中，多個(gè)處理器或計(jì)算機(jī)被使用，或者處理器或計(jì)算機(jī)包括多個(gè)處理元件或多種類型的處理元件或二者。在一個(gè)示例中，硬件組件包括多個(gè)處理器，在另一示例中，硬件組件包括處理器和控制器。硬件組件具有不同的處理配置中的任何一個(gè)或多個(gè)，不同的處理配置的示例包括：單個(gè)處理器、獨(dú)立處理器、并行處理器、單指令單數(shù)據(jù)(SISD)多處理、單指令多數(shù)據(jù)(SIMD)多處理、多指令單數(shù)據(jù)(MISD)多處理以及多指令多數(shù)據(jù)(MIMD)多處理。

通過如以上描述的執(zhí)行指令或軟件以執(zhí)行在此描述的操作的計(jì)算硬件，來執(zhí)行圖18至圖19中示出的方法，圖18至圖19中示出的方法執(zhí)行在此關(guān)于圖4至圖21描述的操作。

用于控制處理器或計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)硬件組件并且執(zhí)行以上描述的方法的指令或軟件被編寫為計(jì)算機(jī)程序、代碼段、指令或者它們的任何組合，以單獨(dú)地或共同地指示或配置處理器或計(jì)算機(jī)如機(jī)器或?qū)Ｓ糜?jì)算機(jī)一樣進(jìn)行工作，以執(zhí)行由硬件組件執(zhí)行的操作和如以上描述的方法。在一個(gè)示例中，指令或軟件包括直接地由處理器或計(jì)算機(jī)執(zhí)行的機(jī)器代碼(諸如，由編譯器產(chǎn)生的機(jī)器代碼)。在另一示例中，指令或軟件包括由處理器或計(jì)算機(jī)使用解釋器執(zhí)行的高級代碼。本領(lǐng)域的普通編程技術(shù)人員能夠基于附圖中所示的框圖和流程圖以及在公開了用于執(zhí)行由硬件組件執(zhí)行的操作和如以上描述的方法的算法的說明書中的相應(yīng)描述，來容易地編寫指令或軟件。

用于控制處理器或計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)硬件組件和執(zhí)行如以上描述的方法的指令或軟件以及任何相關(guān)的數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)文件和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)被記錄、存儲(chǔ)或固定在一個(gè)或多個(gè)非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中或被記錄、存儲(chǔ)或固定在一個(gè)或多個(gè)非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)上。非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)的示例包括：只讀存儲(chǔ)器(ROM)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、閃存、CD-ROM、CD-R、CD+R、CD-RW、CD+RW、DVD-ROM、DVD-R、DVD+R、DVD-RW、DVD+RW、DVD-RAM、BD-ROM、BD-R、BD-R LTH、BD-RE、磁帶、軟盤、磁光數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置、光學(xué)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置、硬盤、固態(tài)盤、以及本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所知的任何裝置，其中，所述任何裝置能夠以非暫時(shí)性方式存儲(chǔ)指令或軟件以及任何相關(guān)數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)文件和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并且將指令或軟件以及任何相關(guān)數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)文件和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)提供給處理器或計(jì)算機(jī)，從而處理器或計(jì)算機(jī)能夠執(zhí)行指令。在一個(gè)示例中，指令或軟件以及任何相關(guān)數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)文件和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)被分布在聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上，從而指令和軟件以及任何相關(guān)數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)文件和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以分布的方式被處理器或計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)、訪問和執(zhí)行。

雖然本公開包括特定示例，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員清楚的是，在不脫離權(quán)利要求及其等同物的精神和范圍的情況下，可在這些示例中進(jìn)行形式和細(xì)節(jié)上的各種改變。在此描述的示例應(yīng)僅被理解為描述性意義，而不是為了限制的目的。對每個(gè)示例中的特征或方面的描述應(yīng)被理解為可應(yīng)用于其他示例中的類似的特征或方面。如果以不同的順序執(zhí)行所描述的技術(shù)，和/或如果所描述的系統(tǒng)、構(gòu)架、裝置或電路中的組件以不同的方式來組合，和/或由其他組件或它們的等同物來替換或補(bǔ)充，則可獲得合適的結(jié)果。因此，本公開的范圍不是由詳細(xì)描述來限定，而是由權(quán)利要求及其等同物來限定，并且在權(quán)利要求及其等同物的范圍內(nèi)的所有變化應(yīng)被解釋為被包括在本公開中。