技術(shù)領(lǐng)域

下面的描述涉及一種用于提取生物信號(hào)的特征的方法和設(shè)備。

背景技術(shù)：

已經(jīng)提供了用于通過在利用可穿戴裝置和各種傳感器的移動(dòng)感測(cè)應(yīng)用中分析脈搏波形來監(jiān)測(cè)用戶健康的技術(shù)。在移動(dòng)感測(cè)環(huán)境中，除了生物信號(hào)之外，在測(cè)量生物信號(hào)時(shí)會(huì)根據(jù)身體的運(yùn)動(dòng)和姿勢(shì)，產(chǎn)生或表現(xiàn)出各種噪聲。這些噪聲會(huì)造成分析生物信號(hào)波形時(shí)出現(xiàn)錯(cuò)誤。即使當(dāng)脈搏波的基本波形中添加了少量噪聲時(shí)，由于噪聲的影響響應(yīng)于波形被辨別而增加，因此會(huì)出現(xiàn)波形的嚴(yán)重失真。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

提供本發(fā)明內(nèi)容從而以簡化的形式介紹以下在具體實(shí)施方式中進(jìn)一步描述的構(gòu)思的選擇。本發(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，也不意在用于幫助確定要求保護(hù)的主題的范圍。

在一個(gè)總體方面，一種提取生物信號(hào)的特征的方法，所述方法包括：從生物信號(hào)的波形確定加速度波形；從加速度波形提取入射加速度波形；以及基于加速度波形與入射加速度波形之間的互相關(guān)來提取生物信號(hào)的特征。

生物信號(hào)可包括脈搏波。

確定加速度波形的步驟可包括：通過對(duì)所述波形執(zhí)行二次微分來確定加速度波形。

確定加速度波形的步驟可包括：基于所述波形的第n個(gè)樣本值、所述波形的第n-d個(gè)樣本值、所述波形的第n+d個(gè)樣本值來確定加速度波形，其中，d是樣本差，并且n是大于或等于d的正整數(shù)。

所述方法還可包括：獲取生物信號(hào)的周期波形和獲取生物信號(hào)的平均波形中的至少一個(gè)。

入射加速度波形可以是與生成生物信號(hào)的壓力間隔對(duì)應(yīng)的間隔波形。

入射加速度波形可以是和與由心臟收縮生成的脈搏波信號(hào)相比噪聲的影響最小的間隔對(duì)應(yīng)的間隔波形。

提取入射加速度波形的步驟可包括：基于根據(jù)心臟收縮壓力的血管反應(yīng)性指數(shù)，從加速度波形提取入射加速度波形。

提取入射加速度波形的步驟可包括：從自加速度波形的最大點(diǎn)到后一正峰值點(diǎn)的間隔波形，提取入射加速度波形。

提取生物信號(hào)的特征的步驟可包括：在加速度波形的間隔期間在移動(dòng)入射加速度波形的同時(shí)，計(jì)算入射加速度波形與加速度波形之間的隨時(shí)間的相關(guān)度。

提取生物信號(hào)的特征的步驟可包括：基于在所述互相關(guān)中包括的峰值點(diǎn)的數(shù)量、在所述互相關(guān)中包括的峰值點(diǎn)的位置和在所述互相關(guān)中包括的峰值點(diǎn)的值中的至少一個(gè)，來提取生物信號(hào)的特征。

生物信號(hào)可包括：從心臟開始向著身體末端部分移動(dòng)的前進(jìn)波和從身體末端部分返回的反射波，并且提取生物信號(hào)的特征的步驟可包括：搜索大于或等于在所述互相關(guān)中包括的相關(guān)度的正峰值點(diǎn)之中的初始正峰值點(diǎn)，并且提取初始正峰值點(diǎn)作為反射波的起點(diǎn)。

根據(jù)另一個(gè)總體方面，提供了一種用于提取生物信號(hào)的特征的設(shè)備，所述設(shè)備包括：傳感器，被配置為感測(cè)生物信號(hào)；以及處理器，被配置為：從生物信號(hào)的波形確定加速度波形，從加速度波形提取入射加速度波形，并且基于加速度波形與入射加速度波形之間的互相關(guān)來提取生物信號(hào)的特征。

生物信號(hào)可包括脈搏波。

處理器可被配置為：通過對(duì)所述波形執(zhí)行二次微分來確定加速度波形。

處理器可被配置為：基于所述波形的第n個(gè)樣本值、所述波形的第n-d個(gè)樣本值和所述波形的第n+d個(gè)樣本值來確定加速度波形，d是樣本差，并且n是大于或等于d的正整數(shù)。

處理器可被配置為：獲取生物信號(hào)的周期波形或獲取生物信號(hào)的平均波形。

入射加速度波形可以是與生成生物信號(hào)的壓力間隔對(duì)應(yīng)的間隔波形。

入射加速度波形可以是和與由心臟收縮生成的脈搏波信號(hào)相比噪聲的影響最小的間隔對(duì)應(yīng)的間隔波形。

處理器可被配置為：基于根據(jù)心臟收縮壓力的血管反應(yīng)性指數(shù)，從加速度波形提取入射加速度波形。

處理器可被配置為：從自加速度波形的最大點(diǎn)到后一正峰值點(diǎn)的間隔波形，提取入射加速度波形。

處理器可被配置為：在加速度波形的間隔期間在移動(dòng)入射加速度波形的同時(shí)，計(jì)算入射加速度波形與加速度波形之間的隨時(shí)間的相關(guān)度。

處理器可被配置為：基于在所述互相關(guān)中包括的峰值點(diǎn)的數(shù)量、在所述互相關(guān)中包括的峰值點(diǎn)的位置和在所述互相關(guān)中包括的峰值點(diǎn)的值中的至少一個(gè)，來提取生物信號(hào)的特征。

生物信號(hào)可包括：從心臟開始向著身體末端部分移動(dòng)的前進(jìn)波和從身體末端部分返回的反射波，并且處理器被配置為：搜索大于或等于在所述互相關(guān)中包括的相關(guān)度的正峰值點(diǎn)之中的初始正峰值點(diǎn)，并且提取初始正峰值點(diǎn)作為反射波的起點(diǎn)。

根據(jù)另一個(gè)總體方面，提供了一種提取生物信號(hào)的特征的方法，所述方法包括：從信號(hào)的加速度波形來獲得入射加速度波形，以及基于加速度波形與入射加速度波形之間的互相關(guān)，來提取生物信號(hào)的特征。

所述方法可包括通過對(duì)脈搏波執(zhí)行二次微分來確定加速度波形。

所述方法可包括基于搜索具有大于或等于相關(guān)度的互相關(guān)的初始正峰值點(diǎn)來提取特征。

所述方法可包括基于搜索具有小于或等于相關(guān)度的互相關(guān)的初始負(fù)峰值點(diǎn)來提取特征。

入射加速度波形可對(duì)應(yīng)于加速度波形的一部分，并且入射加速度波形可以是和與由心臟收縮生成的脈搏波信號(hào)相比噪聲的影響最小的間隔對(duì)應(yīng)的間隔波形。

從下面的具體實(shí)施方式、附圖和權(quán)利要求，其他特征和方面將是清楚的。

附圖說明

圖1示出感測(cè)到的生物信號(hào)的示例。

圖2是示出提取生物信號(hào)的特征的方法的示例的示圖。

圖3示出計(jì)算加速度波形的方法的示例。

圖4示出提取入射加速度波形的方法的示例。

圖5示出獲得加速度波形與入射加速度波形之間的互相關(guān)的方法的示例。

圖6示出基于加速度波形與入射加速度波形之間的互相關(guān)提取生物信號(hào)的特征的方法的示例。

圖7是示出提取生物信號(hào)的特征的方法的示例的示圖。

圖8是示出提取生物信號(hào)的特征的結(jié)果的示例的示圖。

圖9是示出用于提取生物信號(hào)的特征的設(shè)備的示例的示圖。

貫穿附圖和具體實(shí)施方式，除非另外描述或提供，否則相同的附圖參考標(biāo)號(hào)將被理解為表示相同的元件、特征和結(jié)構(gòu)。附圖可不成比例，為了清晰、說明和方便，可夸大附圖中的元件的相對(duì)大小、比例和描繪。

具體實(shí)施方式

提供下面的具體實(shí)施方式來幫助讀者獲得這里描述的方法、設(shè)備和/或系統(tǒng)的全面理解。然而，在全面理解了本公開之后，這里描述的方法、設(shè)備和/或系統(tǒng)的各種改變、修改和等同物對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將是清楚的。除了必須以特定次序出現(xiàn)的操作之外，這里描述的操作的順序僅僅是示例，并且不限于這里闡述的那些示例，而是可如對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將是清楚地那樣改變。另外，為了更加清晰和簡明，可省略本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員公知的功能和結(jié)構(gòu)的描述。

這里描述的特征可以以不同形式被實(shí)施，并且將不被理解為受限于這里描述的示例。相反，已經(jīng)提供這里描述的示例，使得本公開將是徹底和完全的，并且將把本公開的全部范圍傳達(dá)給本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員。

將理解，盡管這里可使用術(shù)語“第一”、“第二”等來描述各種元件，但是這些元件不應(yīng)該被這些術(shù)語限制。這些術(shù)語僅用于將一個(gè)元件與另一個(gè)元件進(jìn)行區(qū)分。例如，在不脫離本公開的教導(dǎo)的情況下，第一信號(hào)可被稱為第二信號(hào)，類似地，第二信號(hào)可被稱為第一信號(hào)。

將理解，當(dāng)元件或?qū)颖环Q為“在”另一個(gè)元件或?qū)印吧稀?、“附接”或“連接”到另一個(gè)元件時(shí)，它可直接在另一元件或?qū)由希蛘咧苯舆B接到另一元件或?qū)?，或者可存在中間元件或?qū)?。相反，?dāng)元件被稱作“直接”在另一個(gè)元件或?qū)印吧稀?、“直接附接到”或“直接連接到”到另一元件或?qū)訒r(shí)，不存在中間元件或?qū)?。?yīng)該以類似方式解釋用于描述元件或?qū)又g的關(guān)系的其他詞語(例如，“在…之間”與“直接在…之間”、“相鄰”與“直接相鄰”、“在…上”與“直接在…上”等)。

這里使用的術(shù)語僅是為了描述特定示例的目的，而不意在限制示例。除非上下文另外明確指出，否則如這里所使用的單數(shù)形式也意圖包括復(fù)數(shù)形式。

下面的示例可用于監(jiān)測(cè)用戶的健康狀況。示例可被實(shí)現(xiàn)為以各種形式(例如，個(gè)人計(jì)算機(jī)、膝上型計(jì)算機(jī)、平板計(jì)算機(jī)、移動(dòng)裝置、智能電話、電視、智能電器、智能車輛、可穿戴裝置(諸如，戒指、手表、眼鏡、眼鏡型裝置、手鐲、腳鐲、皮帶、項(xiàng)鏈、耳環(huán)、頭帶、頭盔、嵌入衣物的裝置)、移動(dòng)裝置、家用電器、內(nèi)容播放器、通信系統(tǒng)、圖像處理系統(tǒng)、圖形處理系統(tǒng)、或任何其他消費(fèi)電子/信息技術(shù)(CE/IT)裝置)來監(jiān)測(cè)用戶的健康狀況。下面的示例還可被實(shí)現(xiàn)為智能家庭系統(tǒng)，并且可被應(yīng)用于為用戶提供健康保健服務(wù)。

圖1示出感測(cè)到的生物信號(hào)的示例。參照?qǐng)D1，脈搏波的基本波形是生物信號(hào)的示例。為了便于描述，將脈搏波描述為生物信號(hào)的示例，但是生物信號(hào)不限于此。

脈搏波可以是在血液從心臟排出時(shí)出現(xiàn)的脈動(dòng)波形，并且可基于根據(jù)心臟的擴(kuò)張或收縮的血流的變化和血管容積的變化來測(cè)量脈搏波。在一個(gè)示例中，設(shè)備可包括用于光電容積脈搏波成像(PPG)的一個(gè)或多個(gè)傳感器，并且使用光來觀察在血管容積變化時(shí)出現(xiàn)的針對(duì)生物組織的光的特征(例如，反射率、透射率和吸收率)，使得脈搏波可基于該變化而被測(cè)量。由于脈搏波是無創(chuàng)性可測(cè)量的生物信號(hào)，因此可廣泛使用脈搏波。

脈搏波的波形包括：由于心臟收縮從心臟開始并且向著身體末端部分移動(dòng)的前進(jìn)波X(progressive wave X)以及從身體末端部分返回的反射波Y。在一個(gè)示例中，前進(jìn)波X與反射被Y重疊。由于血管的彈性而產(chǎn)生的波形也可重疊。脈搏波的波形可基于前進(jìn)波X和反射波Y的重疊形式而具有各種形式。

例如，如波形110的曲線圖中所示，前進(jìn)波X和反射波Y可以以前進(jìn)波X和反射波Y的起點(diǎn)和正峰值點(diǎn)中的每個(gè)的位置能被區(qū)分的形式重疊。在另一示例中，如波形130的曲線圖中所示，前進(jìn)波X和反射波Y可以以前進(jìn)波X和反射波Y的起點(diǎn)和正峰值點(diǎn)中的每個(gè)的位置不能被區(qū)分的形式重疊。

可使用通過搜索前進(jìn)波X和反射波Y獲得的各種特征來監(jiān)測(cè)用戶的健康狀況。在一個(gè)示例中，可基于前進(jìn)波X與反射波Y之間的時(shí)間差來估計(jì)用戶的血壓。因此，搜索反射波Y的起點(diǎn)和反射波Y的正峰值點(diǎn)的位置對(duì)于分析脈搏波會(huì)是有用的。

圖2是示出提取生物信號(hào)的特征的方法的示例的示圖。可按照所示出的順序和方式來執(zhí)行圖2中的操作，然而在不脫離所描述的示意性示例的精神和范圍的情況下，可改變一些操作的次序或者省略操作中的一些?？刹⑿械鼗蛲瑫r(shí)地執(zhí)行圖2中示出的操作中的一些。除了以下圖2的描述之外，以上圖1的描述也可應(yīng)用于圖2，并且通過引用包含于此。因此，這里可不再重復(fù)以上描述。

參照?qǐng)D2，在操作210中，用于提取生物信號(hào)的特征的設(shè)備(下文中，被稱為提取設(shè)備)根據(jù)從用戶感測(cè)到的生物信號(hào)的波形來計(jì)算加速度波形。在一個(gè)示例中，生物信號(hào)包括脈搏波。提取設(shè)備獲取生物信號(hào)的周期波形，或者獲取生物信號(hào)的平均波形。

例如，提取設(shè)備可將生物信號(hào)的波形劃分為均具有起點(diǎn)和終點(diǎn)的多個(gè)波形。提取設(shè)備可獲取所劃分的波形之中的脈搏波形作為周期波形。在另一示例中，提取設(shè)備可基于獲取與相同周期的單位長度對(duì)應(yīng)的各波形的平均波形的方法，來獲取平均波形。

在一個(gè)示例中，例如，提取設(shè)備通過對(duì)生物信號(hào)的波形執(zhí)行二次微分，來計(jì)算加速度波形。例如，提取設(shè)備基于波形的第n個(gè)樣本值、波形的第n-d個(gè)樣本值以及波形的第n+d個(gè)樣本值來計(jì)算加速度波形，其中，“d”是樣本差，并且“n”是大于或等于“d”的正整數(shù)。將參照?qǐng)D3來描述提取加速度波形的方法。

在操作220中，提取設(shè)備從加速度波形提取入射加速度波形(incident acceleration waveform)。入射加速度波形對(duì)應(yīng)于加速度波形的一部分，并且入射加速度波形是與生成生物信號(hào)的壓力間隔對(duì)應(yīng)的間隔波形。入射加速度波形對(duì)應(yīng)于加速度波形的部分，并且入射加速度波形是與間隔對(duì)應(yīng)的間隔波形，在該間隔期間，噪聲的影響小于由心臟收縮生成的脈搏波信號(hào)，優(yōu)選地，在該間隔期間噪聲的影響最小。將參照?qǐng)D4來描述提取入射加速度波形的方法。

在操作230中，提取設(shè)備基于加速度波形與入射加速度波形之間的互相關(guān)，來提取生物信號(hào)的特征。提取設(shè)備在加速度波形的間隔期間在移動(dòng)入射加速度波形的同時(shí)，計(jì)算加速度波形與入射加速度波形之間的隨時(shí)間的相關(guān)度。提取設(shè)備可搜索，例如，大于或等于在互相關(guān)度中包括的相關(guān)度的正峰值點(diǎn)之中的初始正峰值點(diǎn)，并且提取該初始正峰值點(diǎn)作為生物信號(hào)的特征，例如，作為反射波的起點(diǎn)。在一個(gè)示例中，提取設(shè)備可搜索小于在互相關(guān)中包括的相關(guān)度的負(fù)峰值點(diǎn)之中的初始負(fù)峰值點(diǎn)，并且提取該初始負(fù)峰值點(diǎn)作為生物信號(hào)的特征。將參照?qǐng)D5和圖6來描述由提取設(shè)備提取生物信號(hào)的特征的方法。

圖3示出計(jì)算加速度波形的方法的示例。參照?qǐng)D3，從脈搏波的基本波形g(t)310來計(jì)算加速度波形g"(t)330。

基本波形310可以是脈搏的一個(gè)周期的波形，例如，基本波形310中的起點(diǎn)與終點(diǎn)之間的波形。例如，提取設(shè)備可通過對(duì)基本波形310執(zhí)行二次微分來計(jì)算加速度波形330。在一個(gè)示例中，加速度波形330可以是加速度脈搏波形。

例如，響應(yīng)于基本波形310的第n個(gè)樣本是t_n，提取設(shè)備可使用等式1來計(jì)算加速度波形330。

[等式1]

g″(t_n)＝(g(t_n+d)-g(t_n))-(g(t_n)-g(t_n-d))＝g(t_n+d)+g(t_n-d)-2g(t_n)

在等式1中，d是正數(shù)，并且表示通過用戶基于基本波形310的采樣率和噪聲可確定的樣本差?？深A(yù)先確定樣本差“d”，并且“n”是大于或等于“d”的整數(shù)。g(t_n)表示基本波形的第n個(gè)樣本的值，g(t_n+d)表示基本波形的第n+d個(gè)樣本的值，g(t_n-d)表示基本波形的第n-d個(gè)樣本的值，g"(t_n)表示加速度波形的第n個(gè)樣本的值，即，g"(t_n)表示與基本波形的第n個(gè)樣本對(duì)應(yīng)的時(shí)間的加速度波形的值。

在一個(gè)示例中，提取設(shè)備可以是去除通過對(duì)脈搏波的基本波形310執(zhí)行二次微分而放大的噪聲的濾波器。

參照?qǐng)D3，脈搏波的周期波形中外部壓力最強(qiáng)的部分在脈搏波的起點(diǎn)附近，而在加速度波形330的起點(diǎn)處周圍噪聲是最小的。

與施加加速度波形330的初始?jí)毫Φ囊徊糠謱?duì)應(yīng)的入射加速度波形可被提取，以最小化噪聲的影響，并且更加詳細(xì)地分析波形。將參照?qǐng)D4來描述提取入射加速度波形的方法。

圖4示出提取入射加速度波形的方法的示例。參照?qǐng)D4，從加速度波形g"(t)330提取入射加速度波形h(t)410。

提取設(shè)備可對(duì)下文中被稱為最大點(diǎn)T₀的點(diǎn)執(zhí)行事前搜索以計(jì)算入射加速度波形410，在最大點(diǎn)T₀，加速度波形在加速度波形330的起點(diǎn)附近是最大的。加速度波形330的起點(diǎn)可對(duì)應(yīng)于開始心臟收縮的一部分。加速度波形330的起點(diǎn)可對(duì)應(yīng)于在噪聲量小的如前進(jìn)波的起始間隔的間隔的起始點(diǎn)。

提取設(shè)備可搜索位于加速度波形330的最大點(diǎn)T₀之后的正峰值點(diǎn)T₁的位置。提取設(shè)備可基于，例如，h(t)＝g″(t)(T₀≤t≤T₁)，從自加速度波形330的最大點(diǎn)T₀到后一正峰值點(diǎn)T₁的間隔波形，提取入射加速度波形410。在另一示例中，提取設(shè)備可基于指示心臟收縮與血管彈性之間的互相關(guān)的血管反應(yīng)性指數(shù)(vascular reactivity index)，從加速度波形提取入射加速度波形。

圖5示出獲得加速度波形與入射加速度波形之間的互相關(guān)的方法的示例。參照?qǐng)D5，曲線圖510代表入射加速度波形h(t)410與加速度波形g"(t)330之間的互相關(guān)。

響應(yīng)于加速度波形g"(t)的終點(diǎn)是T₂，提取設(shè)備可基于如等式2中所示的互相關(guān)函數(shù)CC(t)，來計(jì)算入射加速度波形h(t)410與加速度波形g"(t)330之間的互相關(guān)?；ハ嚓P(guān)可以是加速度波形與入射加速度波形之間的滑動(dòng)相關(guān)(moving correlation)和連續(xù)互相關(guān)。

[等式2]

在等式2中，和中的每個(gè)值可以是T₀≤T≤T₁的范圍內(nèi)的平均值。g"(t+T)表示加速度波形在時(shí)間t+T處的值。

提取設(shè)備可在加速度波形330的間隔期間在移動(dòng)入射加速度波形410的同時(shí)，計(jì)算入射加速度波形410與加速度波形330之間的隨時(shí)間的互相關(guān)。例如，提取設(shè)備可在入射加速度波形410按照T₁的寬度從加速度波形330的T₀移動(dòng)到T₂的同時(shí)，隨時(shí)間計(jì)算互相關(guān)。

曲線圖510的每個(gè)點(diǎn)可對(duì)應(yīng)于隨時(shí)間計(jì)算的，入射加速度波形410與加速度波形330之間的相關(guān)度。在一個(gè)示例中，提取設(shè)備可通過在加速度波形330的間隔期間在移動(dòng)入射加速度波形410的同時(shí)計(jì)算隨時(shí)間的相關(guān)度，來放大入射加速度波形410的特征。

提取設(shè)備可通過表示在如曲線圖510示出的互相關(guān)中的每個(gè)峰值點(diǎn)，來獲得信息。例如，提取設(shè)備基于在互相關(guān)中包括的峰值點(diǎn)的數(shù)量、在互相關(guān)中包括的峰值點(diǎn)的位置和在互相關(guān)中包括的峰值點(diǎn)的值，來提取生物信號(hào)的特征。將參照?qǐng)D6來描述基于互相關(guān)提取生物信號(hào)的特征的方法。

圖6示出基于加速度波形與入射加速度波形之間的互相關(guān)提取生物信號(hào)的特征的方法的示例。參照?qǐng)D6，從互相關(guān)610提取生物信號(hào)的特征(例如，脈搏波630)。提取設(shè)備可搜索大于或等于互相關(guān)610中的相關(guān)度并且小于1的正峰值點(diǎn)之中的初始正峰值點(diǎn)。例如，響應(yīng)于相關(guān)度被設(shè)置成0.4，提取設(shè)備可搜索正峰值點(diǎn)606作為初始正峰值點(diǎn)。由于互相關(guān)610的起點(diǎn)處的相關(guān)度是1，因此可從正峰值點(diǎn)排除起點(diǎn)。

在互相關(guān)610中發(fā)現(xiàn)的初始正峰值點(diǎn)606可以是與前進(jìn)波的起始間隔的相似度最高的點(diǎn)，并且被估計(jì)為反射波的起始點(diǎn)。在一個(gè)示例中，提取設(shè)備可通過估計(jì)前進(jìn)波與估計(jì)的反射波之間的時(shí)間差來測(cè)量用戶的血壓。

提取設(shè)備可搜索與脈搏波630中的正峰值點(diǎn)606對(duì)應(yīng)的點(diǎn)635，并且提取點(diǎn)635作為脈搏波630中反射波的壓力開始的反射波的起點(diǎn)。

例如，由提取設(shè)備通過基于光電容積脈搏波成像(PPG)的峰值點(diǎn)獲得的特征如下。

第一峰值點(diǎn)指示脈搏波的起始點(diǎn)，剩余峰值點(diǎn)中的每個(gè)指示反射波到達(dá)的點(diǎn)。因此，當(dāng)峰值點(diǎn)的數(shù)量增加或者峰值點(diǎn)之間的間隔減小時(shí)，血管彈性度可能增大。

因此，提取設(shè)備可使用上述方法基于在互相關(guān)中包括的峰值點(diǎn)的數(shù)量，來提取生物信號(hào)的特征。

圖7是示出提取生物信號(hào)的特征的方法的示例的示圖。可以以所示出的順序和方式來執(zhí)行圖7中的操作，然而在不脫離所描述的示意性示例的精神和范圍的情況下，可改變一些操作的次序或者省略操作中的一些。可并行地或同時(shí)地執(zhí)行圖7中示出的操作中的一些。除了以下圖7的描述之外，以上圖1至圖6的描述也可應(yīng)用于圖7，并且通過引用包含于此。因此，這里可不再重復(fù)以上描述。

在操作710中，提取設(shè)備獲取生物信號(hào)的波形。在操作720中，提取設(shè)備通過，例如，對(duì)生物信號(hào)的波形執(zhí)行二次微分來計(jì)算加速度波形。

在操作730中，提取設(shè)備從自加速度波形的最大點(diǎn)到后一正峰值點(diǎn)的間隔波形，提取入射加速度波形。

在操作740中，提取設(shè)備在加速度波形的間隔期間在移動(dòng)入射加速度波形的同時(shí)，計(jì)算入射加速度波形與加速度波形之間的隨時(shí)間的相關(guān)度。

在操作750中，提取設(shè)備搜索，例如，大于或等于在互相關(guān)中包括的相關(guān)度的正峰值點(diǎn)之中的初始正峰值點(diǎn)。在一個(gè)示例中，相關(guān)度可被預(yù)先確定。

在操作760中，提取設(shè)備提取初始正峰值點(diǎn)作為反射波的起點(diǎn)。

圖8是示出使用提取生物信號(hào)的特征的方法來提取生物信號(hào)的特征的結(jié)果示例的示圖。參照?qǐng)D8，曲線圖示出生物信號(hào)的壓力(例如，血壓)是93/68毫米汞柱(mmHg)時(shí)的提取結(jié)果810、生物信號(hào)的壓力是104/78mmHg時(shí)的提取結(jié)果830、以及壓力是105/71mmHg時(shí)的提取結(jié)果850。

通過在提取結(jié)果810中發(fā)現(xiàn)的反射波的起點(diǎn)，可確定前進(jìn)波與反射波之間的時(shí)間差ΔT是0.37s。通過在提取結(jié)果830中發(fā)現(xiàn)的反射波的起點(diǎn)，可確定時(shí)間差ΔT是0.32s，并且通過在提取結(jié)果850中發(fā)現(xiàn)的反射波的起點(diǎn)，可確定時(shí)間差ΔT是0.29s。

在一個(gè)示例中，還可針對(duì)前進(jìn)波與反射波之間的差異是不可區(qū)別的各種脈搏波形，來提取反射波的起點(diǎn)。在另一示例中，入射加速度波形是和與由心臟收縮生成的脈搏波信號(hào)相比噪聲的影響最小的間隔對(duì)應(yīng)的間隔波形，從而以穩(wěn)健的方式來提取相對(duì)于噪聲的生物信號(hào)的特征。

圖9是示出用于提取生物信號(hào)的特征的設(shè)備的示例的示圖。參照?qǐng)D9，提取設(shè)備900包括：傳感器910、處理器920、存儲(chǔ)器930和顯示器950。在一個(gè)示例中，傳感器910、處理器920和存儲(chǔ)器930可通過總線940彼此通信。

傳感器910感測(cè)來自用戶的生物信號(hào)。生物信號(hào)包括從心臟開始向著身體末端部分移動(dòng)的前進(jìn)波和從身體末端部分返回的反射波。生物信號(hào)包括脈搏波。傳感器910包括，例如，光電容積脈搏波成像(PPG)傳感器。PPG傳感器可以是用于通過使用生物組織的光學(xué)特征測(cè)量在血管中流動(dòng)的血液量來估計(jì)心臟活動(dòng)狀況的脈搏波測(cè)量傳感器。

處理器920從生物信號(hào)的波形計(jì)算加速度波形，并且從加速度波形提取入射加速度波形。處理器920獲取生物信號(hào)的周期波形，或者獲取生物信號(hào)的平均波形。

入射加速度波形對(duì)應(yīng)于加速度波形的一部分，并且入射加速度波形是與生成生物信號(hào)的壓力間隔對(duì)應(yīng)的間隔波形。入射加速度波形對(duì)應(yīng)于加速度波形的這部分，并且入射加速度波形是和與由心臟收縮生成的脈搏波信號(hào)相比噪聲的影響最小的間隔對(duì)應(yīng)的間隔波形。

處理器920通過對(duì)波形執(zhí)行二次微分來計(jì)算加速度波形。處理器920基于波形的第n個(gè)樣本值、波形的第n-d個(gè)樣本值以及波形的第n+d個(gè)樣本值來計(jì)算加速度波形?！癲”是樣本差，并且“n”是大于或等于“d”的正整數(shù)。

處理器920基于加速度波形與入射加速度波形之間的互相關(guān)，來提取生物信號(hào)的特征。

處理器920從自加速度波形的最大點(diǎn)到后一正峰值點(diǎn)的間隔波形，提取入射加速度波形。處理器920在加速度波形的間隔期間在移動(dòng)入射加速度波形的同時(shí)，計(jì)算入射加速度波形與加速度波形之間的隨時(shí)間的相關(guān)度。

處理器920基于在互相關(guān)中包括的峰值點(diǎn)的數(shù)量、在互相關(guān)中包括的峰值點(diǎn)的位置以及在互相關(guān)中包括的峰值點(diǎn)的值中的至少一個(gè)，來提取生物信號(hào)的特征。處理器920搜索大于或等于在互相關(guān)中包括的相關(guān)度的正峰值點(diǎn)之中的初始正峰值點(diǎn)，并且提取發(fā)現(xiàn)的該初始正峰值點(diǎn)作為反射波的起點(diǎn)。在一個(gè)示例中，處理器920可確定，例如，用戶的血壓，并且可將感測(cè)到的血壓輸出到提取設(shè)備900的顯示器950。

顯示器950可以是包括提供呈現(xiàn)用戶界面和/或接收用戶輸入的能力的一個(gè)或多個(gè)硬件組件的物理結(jié)構(gòu)。顯示器950可包括：顯示區(qū)、姿勢(shì)采集區(qū)、觸摸式(touch sensitive)顯示器和/或可配置的區(qū)域的任何組合。顯示器950可被嵌入在提取設(shè)備900中，或者可以是可附接并且脫離提取設(shè)備900的外圍裝置。顯示器950可以是單個(gè)屏幕的顯示器或多個(gè)屏幕的顯示器。單個(gè)物理屏幕可包括多個(gè)顯示器，這些顯示器被作為單獨(dú)邏輯顯示器進(jìn)行管理，盡管是同一物理屏幕的部分，單獨(dú)邏輯顯示器也允許在單獨(dú)顯示器上顯示不同內(nèi)容。顯示器950還可被實(shí)現(xiàn)為包括單眼眼鏡或雙眼眼鏡的眼鏡顯示器(EGD)(eye glass display)。

存儲(chǔ)器930存儲(chǔ)由處理器920計(jì)算的加速度波形和入射加速度波形。存儲(chǔ)器930存儲(chǔ)由處理器920提取的生物信號(hào)的特征。

在一個(gè)示例中，處理器920可執(zhí)行參照?qǐng)D1至圖8描述的方法中的一個(gè)或多個(gè)方法。

處理器920執(zhí)行程序并且控制提取設(shè)備900。由處理器920執(zhí)行的程序代碼被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器930中。提取設(shè)備900可通過輸入和輸出裝置(未示出)，連接到外部裝置(例如，個(gè)人計(jì)算機(jī)或網(wǎng)絡(luò))，并且可交換數(shù)據(jù)。

存儲(chǔ)器930可以是易失性存儲(chǔ)器或非易失性存儲(chǔ)器。

在一個(gè)示例中，提取設(shè)備900可被設(shè)置為將由至少一個(gè)處理器驅(qū)動(dòng)的軟件模塊。軟件模塊可以以程序的形式，被記錄在連接到處理器的存儲(chǔ)器中。在另一示例中，提取設(shè)備900可以是硬件模塊。

僅僅作為非排他性的例證，提取設(shè)備900可表示移動(dòng)裝置，諸如(例如)，移動(dòng)電話、蜂窩電話、智能電話、可穿戴智能裝置(例如，戒指、手表、眼鏡、眼鏡型裝置、手鐲、腳鐲、皮帶、項(xiàng)鏈、耳環(huán)、頭帶、頭盔、嵌入衣物的裝置等)、個(gè)人計(jì)算機(jī)(PC)、膝上型電腦、筆記本、小型筆記本、上網(wǎng)本、或超級(jí)移動(dòng)PC(UMPC)、平板個(gè)人計(jì)算機(jī)(平板)、平板手機(jī)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)裝置(MID)、個(gè)人數(shù)字助理(PDA)、企業(yè)數(shù)字助理(EDA)、數(shù)碼相機(jī)、數(shù)字?jǐn)z像機(jī)、便攜式游戲機(jī)、MP3播放器、便攜式/個(gè)人多媒體播放器(PMP)、手持電子書、超級(jí)移動(dòng)個(gè)人計(jì)算機(jī)(UMPC)、便攜式膝上型PC、全球定位系統(tǒng)(GPS)導(dǎo)航、個(gè)人導(dǎo)航裝置或便攜式導(dǎo)航裝置(PND)、手持游戲機(jī)、電子書、以及諸如以下項(xiàng)的裝置：高清晰度電視(HDTV)、光盤播放器、DVD播放器、藍(lán)光播放器、機(jī)頂盒、清潔機(jī)器人、家用電器、內(nèi)容播放器、通信系統(tǒng)、圖像處理系統(tǒng)、圖形處理系統(tǒng)、其他消費(fèi)電子/信息技術(shù)(CE/IT)裝置、或能夠進(jìn)行與這里公開的無線通信或網(wǎng)絡(luò)通信一致的無線通信或網(wǎng)絡(luò)通信的任何其他裝置。移動(dòng)裝置可被實(shí)現(xiàn)為智能電器、智能車輛，或者在智能家庭系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)移動(dòng)裝置。

移動(dòng)裝置還可被實(shí)現(xiàn)為穿戴在用戶身體上的可穿戴裝置。在一個(gè)示例中，可穿戴裝置可被自安裝在用戶的身體(例如，手表、手鐲，或者包括單眼鏡片或雙眼鏡片的眼鏡顯示器(EGD))上。在另一非排他性的示例中，可穿戴裝置可通過附接裝置，安裝到用戶的身體上，例如，附接裝置使用臂帶將智能電話或平板附接到用戶的手臂，將可穿戴裝置裝配在用戶的衣物上，或者使用系索將可穿戴裝置掛在用戶的脖子上。

可通過硬件組件來實(shí)現(xiàn)示出執(zhí)行這里描述的操作的設(shè)備、單元、模塊、裝置和其他組件。硬件組件的示例包括：控制器、傳感器、發(fā)生器、驅(qū)動(dòng)器和本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員已知的任何其他電子組件。在一個(gè)示例中，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(hào)處理器、微型計(jì)算機(jī)、可編程邏輯控制器、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)、可編程邏輯陣列、微處理器、專用集成電路(ASIC)、或能夠以限定方式響應(yīng)于并且執(zhí)行指令以實(shí)現(xiàn)期望結(jié)果的本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員已知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)。處理器可表示計(jì)算電路的類型，例如，微處理器、微控制器、復(fù)雜指令集計(jì)算(CISC)微處理器、精簡指令計(jì)算(RISC)微處理器、超長指令字(VLIW)微處理器、顯式并行指令計(jì)算(EPIC)微處理器、圖形處理器、數(shù)字信號(hào)處理器、或不同類型的處理電路。在一個(gè)示例中，處理器或計(jì)算機(jī)包括存儲(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，或者連接到存儲(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。通過處理器或計(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)行這里描述的操作。硬件組件還響應(yīng)于指令或軟件的執(zhí)行來訪問、操縱、處理、創(chuàng)建并且存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。為了簡便起見，單數(shù)術(shù)語“處理器”或“計(jì)算機(jī)”可用于描述這里描述的示例，但是在其他示例中，使用多個(gè)處理器或計(jì)算機(jī)，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、或這二者。在一個(gè)示例中，硬件組件包括多個(gè)處理器，并且在另一示例中，硬件組件包括處理器和控制器。硬件組件具有不同處理配置中的任意一個(gè)或多個(gè)，這些配置的示例包括：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)多進(jìn)程、單指令多數(shù)據(jù)(SIMD)多進(jìn)程、多指令單數(shù)據(jù)(MISD)多進(jìn)程和多指令多數(shù)據(jù)(MIMD)多進(jìn)程。

執(zhí)行這里描述的操作的圖2至圖3和圖7中示出的方法被處理器或計(jì)算機(jī)執(zhí)行，如上所述處理器或計(jì)算機(jī)執(zhí)行用于執(zhí)行這里描述的操作的指令或軟件。

用于控制處理器或計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)硬件組件并且執(zhí)行如上所述的方法的指令或軟件被編寫為計(jì)算機(jī)程序、代碼段、指令或其它們的組合，以獨(dú)立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)行操作，以執(zhí)行由硬件組件執(zhí)行的操作以及如上所述的方法。在一個(gè)示例中，指令或軟件包括由處理器或計(jì)算機(jī)直接執(zhí)行的機(jī)器代碼(諸如，由編譯器生成的機(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(jí)代碼。本領(lǐng)域的普通技術(shù)編程人員可基于附圖中示出的框圖和流程圖以及說明書中的相應(yīng)描述來容易地編寫指令或軟件，附圖中示出的框圖和流程圖以及說明書中的相應(yīng)描述公開了用于執(zhí)行由硬件組件執(zhí)行的操作和如上所述的方法的算法。

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)行如上所述的方法的指令或軟件以及任何關(guān)聯(lián)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)的中或上。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)、閃存存儲(chǔ)器、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)域的普通技術(shù)人員已知的能夠?qū)⒅噶罨蜍浖腿魏侮P(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)文件和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以非暫時(shí)性的方式存儲(chǔ)并且將指令或軟件和任何關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)文件和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)提供到處理器或計(jì)算機(jī)使得處理器或計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令的任何裝置。在一個(gè)示例中，可通過聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)來分布指令或軟件和任何關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)文件和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，使得指令和軟件以及任何關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)文件和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以分布方式被處理器或計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)、訪問和執(zhí)行。

雖然本公開包括具體示例，但是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將清楚，在不脫離權(quán)利要求書及其等同物的精神和范圍的情況下，在這些示例中可進(jìn)行形式和細(xì)節(jié)上的各種變化。在此描述的示例將被認(rèn)為僅是描述性意義，而不是為了限制的目的。每個(gè)示例中的特征或方面的描述將被認(rèn)為可應(yīng)用于其他示例中的類似的特征或方面。如果所描述技術(shù)以不同次序被執(zhí)行，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方式組合，和/或被其他組件或其等同物替換或補(bǔ)充，則可實(shí)現(xiàn)合適的結(jié)果。因此，本公開的范圍不由具體實(shí)施方式限定，而是由權(quán)利要求書及其等同物限定，并且在權(quán)利要求書及其等同物的范圍內(nèi)的所有變形將被理解為被包括在本公開中。