本申請要求于2016年2月15日提交到韓國知識產(chǎn)權(quán)局的第10-2016-0016901號韓國專利申請的優(yōu)先權(quán)，所述韓國專利申請的全部公開為了所有的目的合并于此，以資參考。以下描述涉及一種用于處理生物信號的方法和設(shè)備。
背景技術(shù)：
：：關(guān)于信息技術(shù)(it)在醫(yī)學(xué)技術(shù)上的應(yīng)用的研究正在進行。例如，關(guān)于與在用戶的日常生活(例如，在家或工作)期間用戶的健康狀況的實時監(jiān)測相關(guān)的移動醫(yī)療保健的研究正在進行。移動醫(yī)療保健可沒有時間和空間的限制的情況下測量用戶的生物信號，并能夠通過測量的生物信號的分析來評估用戶的健康狀況。例如，在移動醫(yī)療保健中，可通過實時測量和分析遭受心臟相關(guān)疾病的用戶的心電圖(ecg)信號來估計心率失常發(fā)生時間或心率失常類型，并且可將關(guān)于估計結(jié)果的信息提供給用戶或相關(guān)醫(yī)學(xué)專家和實體。技術(shù)實現(xiàn)要素：以簡化的形式提供了本
發(fā)明內(nèi)容來介紹在下面具體實施方式中進一步描述的所選擇的構(gòu)思。本
發(fā)明內(nèi)容不是意在識別權(quán)利要求主題的關(guān)鍵特征或基本特征，也不是意在作為輔助來確定權(quán)利要求主題的范圍。在一總體方面，提供了一種生物信號處理方法包括：從生物信號的波形提取參考點；基于提取的參考點確定生物信號的脈沖方向；基于與脈沖方向?qū)?yīng)的特征點確定方法，來確定生物信號的特征點。一種生物信號處理方法包括：從生物信號的波形提取參考點；基于提取的參考點確定生物信號的脈沖方向；基于與脈沖方向?qū)?yīng)的特征點確定方法，來確定生物信號的特征點。提取參考點的步驟可包括：從生物信號的波形提取與最大值點或最小值點中的至少一個對應(yīng)的候選參考點；基于候選參考點的信號值，從候選參考點中確定參考點。確定參考點的步驟可包括：將鄰近的第一候選參考點中具有最高信號值的第一候選參考點確定為第一參考點；將鄰近的第二候選參考點中具有最低信號值的第二候選參考點確定為第二參考點。提取候選參考點的步驟可包括：基于在生物信號的波形的時間間隔內(nèi)的最高信號值或最低信號值，來確定候選參考點。確定脈沖方向的步驟可包括：確定與第一參考點和第二參考點中的每一個對應(yīng)的脈沖銳度水平；基于脈沖銳度水平確定脈沖方向。確定脈沖銳度水平的步驟可包括：基于在生物信號的波形中從第一參考點到與第一參考點相鄰的第一候選參考點中的每一個的距離，來確定與第一參考點對應(yīng)的脈沖銳度水平；基于在生物信號的波形中從第二參考點到與第二參考點相鄰的第二候選參考點中的每一個的距離，來確定與第二參考點對應(yīng)的脈沖銳度水平。確定與第一參考點對應(yīng)的脈沖銳度水平的步驟可包括：基于在生物信號的波形中將第一參考點連接到與第一參考點相鄰的第一候選參考點的第一直線與將第一參考點連接到與第一參考點相鄰的另一個第一候選參考點的第二直線之間形成的角度，來確定與第一參考點對應(yīng)的脈沖銳度水平。確定脈沖方向的步驟可包括：基于第一參考點的各個脈沖銳度水平和第二參考點的各個脈沖銳度水平的脈沖方向強度，來確定脈沖方向。確定脈沖方向的步驟可包括：基于當前參考點是第一參考點還是第二參考點以及基于與當前參考點對應(yīng)的脈沖銳度水平，來確定當前脈沖方向強度；基于隨后的參考點是第一參考點還是第二參考點、與隨后的參考點對應(yīng)的脈沖銳度水平以及當前脈沖方向強度，來確定隨后的脈沖方向強度。確定脈沖方向的步驟可包括：響應(yīng)于脈沖方向強度大于閾值，將生物信號的波形確定為第一脈沖方向；響應(yīng)于脈沖方向強度小于或等于閾值，將生物信號的波形確定為第二脈沖方向。確定生物信號的特征點的步驟可包括：響應(yīng)于生物信號的脈沖方向被確定為第一脈沖方向，基于第一特征點確定方法來確定生物信號的特征點；響應(yīng)于生物信號的脈沖方向被確定為第二脈沖方向，基于第二特征點確定方法來確定生物信號的特征點。確定脈沖方向的步驟可包括：基于將第一參考點的脈沖銳度水平之和與第二參考點的脈沖銳度水平之和進行比較的結(jié)果，來確定脈沖方向。所述方法可包括：從生物信號去除直流(dc)分量，其中，提取參考點的步驟可包括從dc分量被去除的生物信號的波形提取參考點。所述方法可包括：通過對dc分量被去除的生物信號進行濾波，從生物信號去除高頻噪聲，其中，提取參考點的步驟可包括從高頻噪聲被去除的生物信號的波形提取參考點。確定生物信號的特征點的步驟可包括：根據(jù)脈沖方向基于第一參考點或第二參考點，來確定生物信號的特征點。確定生物信號的特征點的步驟可包括：將低通濾波器應(yīng)用到生物信號的波形；根據(jù)脈沖方向基于針對應(yīng)用了低通濾波器的生物信號的波形的時間，確定斜率之和；基于斜率之和與閾值，來確定生物信號的特征點。閾值可根據(jù)在生物信號中的變化而自適應(yīng)地變化。候選參考點可包括與最大值點對應(yīng)的第一候選參考點和與最小值點對應(yīng)的第二候選參考點。在另一總體方面，提供了一種生物信號處理設(shè)備，包括：至少一個處理器，被構(gòu)造為從生物信號的波形提取參考點，基于提取的參考點建立生物信號的脈沖方向，以及基于與脈沖方向?qū)?yīng)的特征點確定方法來確定生物信號的特征點。在另一總體方面，提供了一種生物信號處理設(shè)備，包括：至少一個處理器，被構(gòu)造為從生物信號的波形中提取參考點，建立與所述參考點中的每一個參考點對應(yīng)的脈沖銳度水平，以及基于脈沖銳度水平確定生物信號的特征點，其中，脈沖銳度水平表示基于參考點的在生物信號的波形中快速變化的水平。在另一總體方面，提供了一種生物信號處理方法，包括：從生物信號的波形提取參考點，基于與提取的參考點對應(yīng)的脈沖銳度水平來建立生物信號的脈沖方向，以及基于脈沖方向確定生物信號的特征點。提取的參考點的與參考點對應(yīng)的脈沖銳度水平可基于在生物信號的波形中將參考點連接到與參考點相鄰的候選參考點的第一直線與將參考點連接到與參考點相鄰的另一個候選參考點的第二直線之間形成的角度。所述候選參考點可包括第一候選參考點和第二候選參考點，確定脈沖方向的步驟可包括：從鄰近的第一候選參考點中，確定具有最高信號值的第一參考點；從鄰近的第二候選參考點中，確定具有最低信號值的第二參考點；基于第一參考點的脈沖銳度水平之和與第二參考點的脈沖銳度水平之和的比較，建立脈沖方向。從下面具體實施方式、附圖和權(quán)利要求中，其它特征和方面將會變得明顯。附圖說明圖1是示出測量生物信號的可穿戴裝置的示例的示圖。圖2a和圖2b是示出通過傳感器測量的血管容積圖(ppg)信號的示例的示圖。圖3和圖4是示出生物信號處理方法的示例的示圖。圖5是示出在各種狀態(tài)中測量的ppg信號的波形的示例的示圖。圖6是示出預(yù)處理ppg信號的示例的示圖。圖7是示出從ppg信號的波形中提取候選參考點的處理的示例的示圖。圖8是示出從提取的候選參考點中確定第一參考點和第二參考點以及確定脈沖銳度水平的處理的示例的示圖。圖9是示出確定脈沖銳度水平的處理的示例的示圖。圖10是示出針對第一參考點和第二參考點中的每一個參考點確定的脈沖銳度水平的示例的示圖。圖11是示出針對執(zhí)行了預(yù)處理的ppg信號確定的脈沖方向強度的示例的示圖。圖12和圖13是示出基于脈沖方向確定ppg信號的特征點的處理的示例的示圖。圖14是示出生物信號處理設(shè)備的示例的示圖。貫穿附圖和具體實施方式，除非另有描述或提供，相同的附圖參考標號將被理解為表示相同的元件、特征和結(jié)構(gòu)。附圖可不按比例繪制，并且附圖中的元件的相對尺寸、比例和描繪可為了清楚、示出和方便而被夸大。具體實施方式提供了以下具體實施方式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，在對本公開完全理解之后，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)人員將會變得清楚。在此描述的操作的順序僅為示例，并不局限于在此提出的那些，但是除了必須按特定順序發(fā)生的操作之外，操作順序可如本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員清楚的那樣而被改變。此外，為了更加清楚和簡潔，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人所公知的功能和結(jié)構(gòu)的描述可被省略。在此描述的特征可以以不同的形式而被實施，并且不被解釋為僅限于在此描述的示例。相反，提供在此描述的示例，使得本公開將是徹底和完整的，并將本公開的全部范圍傳達給本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員。在此使用的術(shù)語僅為了描述具體的示例，并不是用于限制本公開。如在此使用的，除非上下文有明確相反的指示，單數(shù)形式的術(shù)語也旨在包括復(fù)數(shù)形式。諸如第一、第二、a、b、(a)、(b)等的術(shù)語可在此被用于描述組件。這些術(shù)語中的每一個術(shù)語不是用于限定對應(yīng)組件的本質(zhì)、順序或次序，而僅用于將對應(yīng)組件和其他組件區(qū)分開。例如，第一組件可被稱為第二組件，并且同樣地，第二組件也可被稱為第一組件。應(yīng)注意，如果在說明書中描述了一個組件被“連接”、“結(jié)合”或“加入”到另一個組件，雖然第一組件可被直接連接、結(jié)合或加入到第二組件，第三組件可被“連接”、“結(jié)合”和“加入”到第一和第二組件之間。另外，應(yīng)注意，如果在說明書中描述了一個組件被“直接連接”或“直接加入”到另一個組件，則第三組件不可出現(xiàn)在它們之間。以下將被描述的示例可被應(yīng)用于從生物信號中提取信號特征(例如，特征點)并使用提取的信號特征確定生物信息。為了描述的方便，本公開提供了從血管容積圖(ppg)信號中提取信號特征的示例，但以下將被描述的示例不局限于此。從其他類型的生物信號(諸如，例如，心電圖(ecg)信號、血氧飽和度(spo2)、心沖擊圖(bcg)信號、腦電圖(eeg)信號、或肌電圖(emg)信號)中提取信號特征也被認為是在本公開的范圍內(nèi)。圖1是示出測量生物信號的可穿戴裝置100的示例的示圖。參照圖1，在示例中，環(huán)類型或手表類型的可穿戴裝置100被戴在用戶的手腕上來測量和分析來自用戶的身體的生物信號。在示例中，可穿戴裝置100連續(xù)地并無創(chuàng)性地監(jiān)視用戶的生物信號。生物信號包括用戶的身體的生物信息或生物統(tǒng)計，并以諸如例如ppg信號、ecg信號、emg信號的形式被測量?；跍y量的生物信號，與用戶的健康相關(guān)聯(lián)的各種生物信息可被確定。在示例中，可穿戴裝置100通過傳感器從用戶的手腕測量ppg信號，從測量的ppg信號中提取與傳播波或反射波相關(guān)聯(lián)的各種信號特征，并估計心血管信息?；谔崛〉男盘柼卣?，估計的心血管信息包括諸如例如血壓和血管硬化的信息。在示例中，傳感器位于可穿戴裝置100的帶上以測量在橈動脈的血流的變化，如ppg信號。ppg信號可包括關(guān)于由心跳引起的血流的變化的信息。可穿戴裝置100通過分析在ppg信號的變化來計算用戶的心率，并基于計算的心率來估計心血管信息?？纱┐餮b置100基于根據(jù)ppg信號被確定的例如心率和血壓，向用戶提供運動訓(xùn)練信息。生物信號(諸如，例如ppg信號)的測量可能受用戶的呼吸和有意運動的影響，因此為了從生物信號中獲得有用的信息需要從生物信號中提取精確的特征點。此外，在移動環(huán)境中，使用較少的資源并較快地提取生物信號是有用的。以下將被描述的示例可提供一種方法來滿足在前面描述的所有需求。圖2a和圖2b是示出通過傳感器測量的ppg信號的示例的示圖。ppg信號的測量受噪聲(諸如，例如運動偽影)的影響。因此，除了與目標生物信號相關(guān)聯(lián)的信號分量之外，通過傳感器測量的ppg信號可包括由用戶的呼吸活動和身體運動引起的噪聲分量。當在用戶的手腕穿戴了圖1所示的可穿戴裝置100的用戶移動手腕(例如，轉(zhuǎn)動手腕)時，可發(fā)生ppg信號的反相。當在橈動脈的皮膚表面和被構(gòu)造為感測ppg信號的傳感器之間存在壓力的變化時，可發(fā)生這種ppg信號的反相。在另一示例中，當傳感器的感測位置在皮膚表面上發(fā)生改變時，可發(fā)生ppg信號的反相。圖2a是示出當用戶將用戶的手腕放置在中立(neutral)的位置(例如，在拇指被放置高于小指的情況下)時測量的ppg信號波形的示圖。參照圖2a，ppg信號的脈沖朝上。圖2b是示出當用戶從中立的位置轉(zhuǎn)動手腕時測量的ppg信號波形的示圖。與在圖2a中所示的ppg信號波形不同，ppg信號的脈沖朝下。如上所述，ppg信號波形可基于手腕的姿勢而被翻轉(zhuǎn)，因此，確定ppg信號的脈沖朝向哪個方向?qū)τ趶膒pg信號中提取精確的信號特征是重要的。在從生物信號中檢測信號特征的步驟中，可考慮脈沖方向來提取更精確的信號特征。圖3和圖4是示出生物信號處理方法的示例的示圖。生物信號處理方法可通過生物信號處理設(shè)備(例如，將參照圖14描述的生物信號處理設(shè)備1400)來執(zhí)行。圖3和圖4中的操作可按所示出的順序和方式執(zhí)行，但是在沒有脫離所述的說明性示例的精神和范圍的情況下，一些操作的順序可被改變或操作中的一些操作被省略。在圖3和圖4中示出的操作中很多操作可被并行或同時執(zhí)行。除了下面圖3和圖4的描述之外，上面圖1到圖2的描述也適用于圖3和圖4，并被合并于此，以資參考。因此，上面的描述可不在此重復(fù)。參照圖3，在310中，生物信號處理設(shè)備選擇性地預(yù)處理生物信號。在示例中，生物信號處理設(shè)備從生物信號中去除直流(dc)分量，并通過對直流分量被去除的生物信號執(zhí)行濾波，來從生物信號中去除高頻噪聲。在操作320中，生物信號處理設(shè)備從生物信號的波形中提取參考點。參考點表示在生物信號的波形中的被認為包括生物信息的點。在示例中，生物信號處理設(shè)備首先從生物信號的波形中提取候選參考點，并從提取的候選參考點中確定滿足預(yù)先確定的或期望的標準的參考點。生物信號處理設(shè)備從生物信號的波形中提取與峰值或最大值點對應(yīng)的第一候選參考點，并從生物信號的波形中提取與谷值或最小值點對應(yīng)的第二候選參考點。峰值表示信號值增大之后開始減小的點，谷值表示信號值減小之后開始增大的點。例如，生物信號處理設(shè)備可基于在生物信號的波形的一個時間間隔內(nèi)確定的最高(或最大)信號值來確定第一候選參考點，并基于在生物信號的波形的一個時間間隔內(nèi)確定的最低(或最小)信號值來確定第二候選參考點。生物信號處理設(shè)備可將在鄰近的第一候選參考點中的具有最高信號值的第一候選參考點確定為第一參考點，并將在鄰近的第二候選參考點中的具有最低信號值的第二候選參考點確定為第二參考點。在330中，生物信號處理設(shè)備基于提取的包括第一參考點和第二參考點的參考點來確定生物信號的脈沖方向。例如，生物信號處理設(shè)備可確定生物信號的脈沖朝向第一脈沖方向(例如，向上)和第二脈沖方向(例如，向下)中的哪個方向。為了確定脈沖方向，生物信號處理設(shè)備可使用與參考點中的每一個參考點對應(yīng)的脈沖銳度水平。脈沖銳度水平表示生物信號的脈沖從參考點改變的快速程度或參考點的鋒利程度。生物信號處理設(shè)備可確定與第一參考點和第二參考點中的每一個參考點對應(yīng)的脈沖銳度水平，并基于確定的脈沖銳度水平來確定脈沖方向。在示例中，生物信號處理設(shè)備將第一參考點中的各自的脈沖銳度水平之和與第二參考點中的各自的脈沖銳度水平之和進行比較。在示例中，當?shù)谝粎⒖键c的脈沖銳度水平之和大于第二參考點的脈沖銳度水平之和時，生物信號處理設(shè)備將生物信號的脈沖方向確定為第一脈沖方向。在另一示例中，當?shù)谝粎⒖键c的脈沖銳度水平之和小于或等于第二參考點的脈沖銳度水平之和時，生物信號處理設(shè)備將生物信號的脈沖方向確定為第二脈沖方向。在另一示例中，如參照圖4所描述的，生物信號處理設(shè)備可基于第一參考點的脈沖銳度水平和第二參考點的脈沖銳度水平來計算脈沖方向強度。參照圖4，在410中，生物信號處理設(shè)備確定與第一參考點和第二參考點中的每一個對應(yīng)的脈沖銳度水平。生物信號處理設(shè)備基于第一參考點和與第一參考點相鄰的第一候選參考點中的每一個之間的距離來確定與第一參考點對應(yīng)的脈沖銳度水平。在示例中，脈沖銳度水平通過在將第一參考點連接到與第一參考點相鄰的第一候選參考點的第一直線和將第一參考點連接到與第一參考點相鄰的另一個第一候選參考點的第二直線之間形成的角度而被確定。同理，生物信號處理設(shè)備基于在生物信號的波形中的第二參考點和與第二參考點相鄰的第二候選參考點中的每一個候選參考點之間的距離來確定與第二參考點對應(yīng)的脈沖銳度水平。在另一示例中，生物信號處理設(shè)備基于第一參考點和與第一參考點相鄰的第二候選參考點中的每一個之間的距離來確定脈沖銳度水平。在示例中，脈沖銳度水平是通過在將第一參考點連接到與第一參考點相鄰的第二候選參考點的第一直線和將第一參考點連接到與第一參考點相鄰的另一個第二候選參考點的第二直線之間形成的角度而被確定。同理，生物信號處理設(shè)備基于在生物信號的波形中的第二參考點和與第二參考點相鄰的第一候選參考點中的每一個之間的距離來確定與第二參考點對應(yīng)的脈沖銳度水平。在420中，生物信號處理設(shè)備基于第一參考點的脈沖銳度水平和第二參考點的脈沖銳度水平來確定脈沖方向強度。在示例中，生物信號處理設(shè)備基于當前參考點是第一參考點還是第二參考點以及與當前參考點對應(yīng)的脈沖銳度水平來確定當前脈沖方向強度。在另一示例中，生物信號處理設(shè)備基于隨后的參考點是第一參考點還是第二參考點、與隨后的參考點對應(yīng)的脈沖銳度水平以及當前的脈沖方向強度來確定隨后的脈沖方向強度。通過這樣的過程，每次第一參考點和第二參考點在生物信號的波形中出現(xiàn)時，生物信號處理設(shè)備可連續(xù)更新脈沖方向強度。例如，脈沖方向強度可基于稍后將被描述的等式4而被計算。在430中，生物信號處理設(shè)備基于確定的脈沖方向強度來確定生物信號的脈沖方向。在示例中，生物信號處理設(shè)備響應(yīng)于脈沖方向強度大于閾值將生物信號的波形確定為第一脈沖方向。在另一示例中，生物信號處理設(shè)備響應(yīng)于脈沖方向強度小于或等于閾值將生物信號的波形確定為不同于第一脈沖方向的第二脈沖方向。在示例中，脈沖方向強度的閾值可以是0。返回參照圖3，在340中，當生物信號的脈沖方向被確定時，生物信號處理設(shè)備基于與脈沖方向?qū)?yīng)的特征點確定方法來確定生物信號的特征點。例如，當生物信號的脈沖方向被確定為第一脈沖方向時，生物信號處理設(shè)備基于與第一脈沖方向?qū)?yīng)的第一特征點確定方法來確定生物信號的特征點。在另一示例中，當生物信號的脈沖方向被確定為第二脈沖方向時，生物信號處理設(shè)備基于與第二脈沖方向?qū)?yīng)的第二特征點確定方法來確定生物信號的特征點。第一特征點確定方法和第二特征點確定方法可在確定特征點的整體過程上是相似的，但在被應(yīng)用的參數(shù)值上是不同的。在另一示例中，第一特征點確定方法和第二特征點確定方法在確定特征點的整體過程上可以是不同的。在示例中，生物信號處理設(shè)備將低通濾波器應(yīng)用在生物信號的波形，并基于針對生物信號的波形的時間來確定斜率之和。在示例中，斜率之和是基于稍后將被描述的等式5而被計算。生物信號處理設(shè)備將斜率之和與閾值進行比較，并識別斜率之和大于閾值的時間點。在示例中，閾值可根據(jù)生物信號中的變化而自適應(yīng)地變化。例如，閾值的幅值可以與生物信號的幅值成比例地變化。雖然在生物信號中發(fā)生相當大的變化，但閾值可隨生物信號自適應(yīng)地變化，因此可從生物信號的波形中更精確地檢測特征點。生物信號處理設(shè)備可在識別的時間點周圍的間隔內(nèi)搜索生物信號的最高信號值或最低信號值，并將檢索的信號值確定為生物信號的特征點。在另一示例中，當生物信號的脈沖方向被確定時，生物信號處理設(shè)備基于脈沖方向在先前確定的參考點中確定特征點。例如，當脈沖方向被確定為向上方向時，生物信號處理設(shè)備將在先前確定的第一參考點中具有大于閾值的脈沖銳度水平的第一參考點確定為特征點。在另一實施例中，當脈沖方向被確定為向下方向時，生物信號處理設(shè)備將在先前確定的第二參考點中具有大于閾值的脈沖銳度水平的第二參考點確定為特征點。通過上面描述的操作，生物信號的特征點可以以低計算復(fù)雜度被快速地確定，且雖然低頻噪聲未被完全去除，但生物信號的特征點可被更精確地確定。另外，生物信號的特征點可被魯棒地確定以防生物信號的波動和反向。圖5到圖13示出從通過傳感器測量的ppg信號中確定特征點的過程的示例。圖5是示出在各種狀態(tài)下測量的ppg信號的波形的示例的示圖。各種ppg信號的波形可基于用戶的狀態(tài)而出現(xiàn)。在圖5中示出的示例包括ppg信號的波形“a”、ppg信號的波形“b”、ppg信號的波形“c”以及ppg信號的波形“d”。ppg信號的波形“a”是當用戶將手腕放置在中立位置時測量的。ppg信號的波形“b”是當用戶從中立位置轉(zhuǎn)動手腕時測量的。ppg信號的波形“c”是當用戶在比平時更深地呼吸的同時將手腕從手腕的轉(zhuǎn)動的位置再次轉(zhuǎn)回到中立位置時測量的。ppg信號的波形“d”是當用戶在比平時更深地呼吸的同時從中立位置轉(zhuǎn)動手腕時測量的。ppg信號的波形c和波形d比ppg信號的波形a和波形b相對更粗糙。圖6是示出預(yù)處理ppg信號的示例的示圖。當ppg信號被測量時，生物信號處理設(shè)備可從測量的ppg信號中去除dc分量。在示例中，生物信號處理設(shè)備通過從原始ppg信號中去除通過傳感器不斷采樣的ppg信號值的平均值，來從ppg信號中去除dc分量。參照圖6，波形610表示在時間間隔a、b、c和d通過傳感器測量的原始ppg信號波形，波形620表示從原始ppg信號波形中去除dc分量而產(chǎn)生的波形。在去除了dc分量之后，生物信號處理設(shè)備可通過將低通濾波器應(yīng)用到去除了dc分量的ppg信號來去除高頻噪聲。例如，生物信號處理設(shè)備可將具有10赫茲(hz)截止頻率的漢明窗應(yīng)用到去除了dc分量的ppg信號。通過漢明窗，10hz或更高頻率分量可從ppg信號中被去除。圖7是示出從ppg信號波形中提取候選參考點的處理的示例的示圖。生物信號處理設(shè)備可從測量的ppg信號波形710中提取局部峰值和谷值作為候選參考點。參照圖7，峰值與第一候選參考點720對應(yīng)，谷值與第二候選參考點730對應(yīng)。在示例中，生物信號處理設(shè)備可基于下面的等式1從ppg信號波形710中提取第一候選參考點720和第二候選參考點730。等式1：在等式1中，“x(t)”表示在時間t采樣并記錄的ppg信號，“i”表示不包括0的整數(shù)。如果x(t)為第一候選參考點720或第二候選參考點730，則“p(t)”可具有x(t)的值。否則，p(t)可具有0值。在等式1中，在基于時間t的時間間隔中采樣的11個ppg信號值中，最高信號值的位置可被確定為第一候選參考點720，最低信號值的位置可被確定為第二候選參考點730。然而，i的值的范圍可在不局限于等式1中定義的范圍的情況下進行變化。在此，通過這種過程提取的候選參考點中的一些候選參考點可不與ppg信號的脈沖分量對應(yīng)。因此，可執(zhí)行確定與ppg信號的目標脈沖分量對應(yīng)的參考點的處理，將參照圖8提供所述處理的詳細描述。圖8是示出在提取的候選參考點中確定第一參考點和第二參考點及確定脈沖銳度水平的處理的示例的示圖。生物信號處理設(shè)備可通過將從ppg信號波形810提取的候選參考點中的每一個候選參考點與鄰近的候選參考點進行比較，來排除不期望的候選參考點以及確定被用于確定脈沖方向的參考點。參照圖8，生物信號處理設(shè)備可將在鄰近的第一候選參考點825、830和835中的具有最高信號值的第一候選參考點830確定為第一參考點。與實際ppg信號的脈沖分量對應(yīng)的第一候選參考點的信號值可大于其他鄰近的第一候選參考點的各個信號值。另外，生物信號處理設(shè)備可將在鄰近的第二候選參考點840、845和850中的具有最低信號值的第二候選參考點845確定為第二參考點。與實際ppg信號的脈沖分量對應(yīng)的第二候選參考點的信號值可小于其他鄰近的第二候選參考點的各個信號值。圖8示出通過前面描述的處理確定的第一參考點830、855、860、865和870以及第二參考點845、875、880、885和889。當參考點被確定時，可確定每個參考點的脈沖銳度水平。參照圖8，形成將第一參考點830連接到與第一參考點830相鄰的第一候選參考點825和第一候選參考點835的兩條直線，計算第一參考點830的脈沖銳度水平基于兩條直線之間形成的角度。同理，形成將第二參考點845連接到與第二參考點845相鄰的第二候選參考點840和第二候選參考點850的兩條直線，計算第二參考點845的脈沖銳度水平基于兩條直線之間形成的角度。將參照圖9提供計算脈沖銳度水平的詳細描述。圖9是示出確定脈沖銳度水平的處理的示例的示圖。在示例中，可基于余弦定理來計算每個參考點的脈沖銳度水平。參照圖9，通過將從ppg信號波形910中確定的第一參考點920連接到與第一參考點920相鄰的第一候選參考點930的直線“b”、將第一參考點920連接到與第一參考點920相鄰的另一個第一候選參考點940的直線“c”和將第一候選參考點930連接到另一個第一候選參考點940的直線“a”而形成三角形?？墒褂盟鋈切蝸矶坑嬎愕谝粎⒖键c920的脈沖銳度水平。在示例中，可基于直線b和直線c之間形成的角度θ來確定第一參考點920的脈沖銳度水平，可通過如下面等式2所示的第二余弦定理來定義角度θ。等式2：在等式2中，可使用與在ppg信號波形910中的點920、930和940中的每一個點對應(yīng)的時間和信號值來計算形成三角形的直線a、b、c的各自的長度?？赏ㄟ^將角度θ乘以100以具有從-100到+100的范圍并對角度θ的值取整而來降低功耗量。當角度θ的整數(shù)化的值接近-100時，角度θ可表示鈍角。在另一示例中，當角度θ的整數(shù)化的值接近+100時，角度θ可表示銳角?？苫诮嵌圈鹊恼麛?shù)化的值來確定第一參考點920的脈沖銳度水平。當角度θ的整數(shù)化的值增大時，脈沖銳度水平可增大。脈沖銳度水平的增大可表明脈沖變得更銳利。在另一示例中，當角度θ的整數(shù)化的值減小時，脈沖銳度水平可減小。脈沖銳度水平的減小可表明脈沖變得更平滑。在另一示例中，直線b和直線c之間形成的角度θ可通過下面等式3而被定義。等式3：為了獲得直線a、b和c的長度，需要平方根計算。然而，角度θ可在不進行直線a、b和c的長度的平方根計算的情況下，基于等式3而被近似估計。因此，計算量可被減少。另外，第一參考點920的脈沖銳度水平可基于獲得的角度θ的值而被確定。通過上述的過程確定的每個參考點的脈沖銳度水平在圖10中顯示出。在圖10的示例中，為了描述的方便，每個參考點的脈沖銳度水平可通過將脈沖銳度水平乘以100而具有在-100到+100的范圍內(nèi)的值。當參考點的脈沖銳度水平接近+100時，包括參考點的脈沖分量可變得更銳利。圖10是示出向上脈沖方向的ppg信號波形1010的示例的示圖。參照圖10，當脈沖方向為向上方向時，第一參考點1020、1025、1030、1035和1040的各自的脈沖銳度水平可具有大于第二參考點1045、1050、1055、1060和1065的各自的脈沖銳度水平的值。在另一示例中，當脈沖方向為向下方向時，第二參考點1045、1050、1055、1060和1065的各自的脈沖銳度水平可具有大于第一參考點1020、1025、1030、1035和1040的各自的脈沖銳度水平的值。在示例中，生物信號處理設(shè)備可通過將第一參考點1020、1025、1030、1035和1040的脈沖銳度水平的第一脈沖銳度和與第二參考點1045、1050、1055、1060和1065的脈沖銳度水平的第二脈沖銳度和進行比較，來確定ppg信號波形1010的脈沖方向。當?shù)谝幻}沖銳度和大于第二脈沖銳度和時，生物信號處理設(shè)備可將ppg信號波形1010的脈沖方向確定為向上方向。在另一示例中，當?shù)诙}沖銳度和大于第一脈沖銳度和時，生物信號處理設(shè)備可將ppg信號波形1010的脈沖方向確定為向下方向。在另一示例中，生物信號處理設(shè)備可基于第一參考點1020、1025、1030、1035和1040的脈沖銳度水平和第二參考點1045、1050、1055、1060和1065的脈沖銳度水平來確定脈沖方向強度，并確定ppg信號波形1010的脈沖方向。脈沖方向強度可表示ppg信號波形1010的脈沖在向上方向和向下方向中的哪個方向被更強的形成。例如，生物信號處理設(shè)備可基于下面的等式4計算脈沖方向強度。等式4：在等式4中，“dnew”和“dold”分別表示當前的脈沖方向強度和先前的脈沖方向強度。dnew可在每次參考點被檢測時基于權(quán)值β而被更新。當β較大時，dnew可較少受dold的影響。在等式4中，分母(β+1)可被用于dnew的值的歸一化。“s”在當前的參考點為第一參考點時具有+1的值，而在當前的參考點為第二參考點時具有-1的值。當dnew的值大于0時，生物信號處理設(shè)備可將ppg信號波形1010的脈沖方向確定為向上方向。在另一示例中，當dnew的值小于0時，生物信號處理設(shè)備可將ppg信號波形1010的脈沖方向確定為向下方向。圖11是示出針對執(zhí)行了預(yù)處理的ppg信號確定的脈沖方向強度的示例的示圖。參照圖11，ppg信號波形1110的脈沖在間隔“a”中向上，脈沖方向強度1120可被表示為大于0的值。ppg信號波形1110的脈沖在間隔“b”中被翻轉(zhuǎn)向下，并因此在間隔b中的脈沖方向強度1120逐漸減少為小于0。在間隔“c”和“d”中，ppg信號波形1110由于深呼吸而發(fā)生明顯波動。然而，生物信號處理設(shè)備可不考慮ppg信號波形1110的這種快速的波動而精確地獲得在間隔c和d中的脈沖方向強度1120。因此，ppg信號波形1110的脈沖方向可被精確地確定。圖12和圖13是示出基于脈沖方向確定ppg信號的特征點的處理的示例的示圖。在ppg信號的脈沖方向被確定時，可基于確定的脈沖方向確定ppg信號(例如，如利用圖6所描述的執(zhí)行了預(yù)處理的生物信號)的特征點。在示例中，生物信號處理設(shè)備可將低通濾波器應(yīng)用到ppg信號波形，并基于脈沖方向確定ppg信號波形的斜率之和。在示例中，生物信號處理設(shè)備可基于時間來確定斜率之和，例如，通過下面的等式5所表示的斜率和函數(shù)ssf。等式5：在等式5中，“w”表示被應(yīng)用到ppg信號波形的窗口的長度。“yk”表示應(yīng)用了低通濾波器的ppg信號。"δyk"表示yk–yk-1的值。使用斜率之和，可在沒有使用附加的高通濾波器的情況下從ppg信號波形中精確地確定特征點。生物信號處理設(shè)備可基于斜率之和ssf和閾值來確定ppg信號的特征點。在示例中，閾值可基于ppg信號的變化而自適應(yīng)地變化。例如，閾值可與ppg信號的當前信號值成比例地變化。例如，閾值可基于下面的等式6而被自適應(yīng)地確定。等式6：在等式6中，“atk”表示在時間k的閾值，“sr”表示在ppg信號波形的斜率變化率。“vprev”表示先前的脈沖信號值，“stdppg”表示ppg信號的標準偏差?！癴s”表示采樣頻率?；诘仁?，閾值可減小直到ppg信號變得大于閾值。因此，雖然ppg信號的信號值由于呼吸活動或身體運動而顯著地波動，但特征點可被精確地檢測出。如在圖12中所描述的，當ppg信號波形1210的脈沖方向被確定為向上方向時，可基于等式5計算斜率和1220。可根據(jù)ppg信號波形1210的變化而自適應(yīng)地確定基于等式6的閾值1230，可基于閾值1230從ppg信號波形1210確定特征點1240。例如，可從斜率和1220識別大于閾值1230的位置，并，可將在基于ppg信號波形1210中的被識別的位置的一個時間間隔內(nèi)的具有最高信號值的信號位置確定為特征點。如圖13所示，當ppg信號波形1310的脈沖方向被確定為向下方向時，在等式5中δuk的值可被-δuk的值替換，并可獲得正斜率值1320。與圖12中的示例相同，可根據(jù)ppg信號波形1310的變化而自適應(yīng)地確定基于等式6的閾值1330，可基于閾值1330從ppg信號波形1310中確定特征點1340。例如，可從斜率和1320中識別大于閾值1330的位置，并在中，可將在基于ppg信號波形1310的被識別的位置的一個時間間隔內(nèi)的具有最低信號值的信號位置確定為特征點。通過在前面所描述的這種的過程，可從ppg信號波形中更準確和快速地檢測特征點，而不管ppg信號波形的脈沖方向如何。圖14是示出生物信號處理設(shè)備1400的示例的示圖。參照圖14，生物信號處理設(shè)備1400從傳感器1450接收通過傳感器1450感知的生物信號，并從接收的生物信號檢測特征點。關(guān)于檢測的特征點的信息被傳輸?shù)缴镄盘柟烙嬙O(shè)備1440，且生物信息估計設(shè)備1440基于關(guān)于特征點的信息而估計生物信息(諸如，例如，血壓和心率)。生物信息(諸如，例如，血壓和心率)顯示在顯示器1430上。在示例中，生物信號處理設(shè)備1400可實施在圖1所示的可穿戴設(shè)備100中來操作，且包括至少一個處理器1410和存儲器1420。處理器1410執(zhí)行參照圖1到圖13描述的至少一個操作。例如，處理器1410可從生物信號的波形中提取參考點，基于提取的參考點確定生物信號的脈沖方向，以及基于與確定的脈沖方向?qū)?yīng)的特征點確定方法來確定生物信號的特征點。處理器1410可確定與參考點中的每個參考點對應(yīng)的脈沖銳度水平，并基于脈沖銳度水平確定生物信號的特征點。處理器1410可通過邏輯門陣列而被實施，且對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員明顯的，處理器1410可通過其他形式的硬件而被實施。存儲器1420存儲用于執(zhí)行參照圖1到圖13描述的至少一個操作的指令，或存儲在生物信號處理設(shè)備1400的操作期間得到的數(shù)據(jù)和結(jié)果。在一些示例中，存儲器1420可包括永久的計算機可讀介質(zhì)(例如，高速隨機存取存儲器)和/或非易失性計算機可讀介質(zhì)(例如，至少一個盤存儲裝置、閃速存儲裝置和其他非易失性固態(tài)存儲裝置)。在示例中，處理器1410生成顯示在顯示器1430上的生物信息(諸如，例如，血壓和心率)。顯示器1430可以是包括用于提供渲染用戶界面和/或接收用戶輸入的能力的一個或多個硬件組件的物理結(jié)構(gòu)。顯示器1430可包含顯示區(qū)域、姿勢捕捉區(qū)域、觸摸感應(yīng)顯示器和/或可配置區(qū)域的任意組合。顯示器1430可被實施在生物信號處理設(shè)備1400中或可以是安裝到生物信號處理設(shè)備1400并從所述生物信號處理設(shè)備拆卸的外部外圍設(shè)備。顯示器1430可以是單屏或多屏顯示器。單個物理屏幕可包括多個顯示器，所述多個顯示器雖然是相同的物理屏幕的一部分但作為允許不同的內(nèi)容在單獨的顯示器上顯示的單獨的邏輯顯示器而被管理。顯示器1430也可被實現(xiàn)為包括一個眼鏡片或兩個眼鏡片的眼鏡顯示器(egd)。僅作為非窮舉性示出，生物信號處理設(shè)備1400可被實施在各種數(shù)字裝置中或與各種數(shù)字裝置交互操作，所述各種數(shù)字裝置是諸如例如移動電話、蜂窩電話、智能電話、可穿戴智能裝置(諸如，例如，戒指、手表、一副眼鏡、眼鏡類型裝置、手鏈、腳踝支架、腰帶、項鏈、耳環(huán)、發(fā)箍、頭盔、嵌入衣服的裝置)、個人計算機(pc)、膝上型計算機、筆記本計算機、小型筆記本計算機、上網(wǎng)本或超便攜pc(umpc)、平板個人電腦(tablet)、平板手機、移動互聯(lián)網(wǎng)裝置(mid)、個人數(shù)字助理(pda)、企業(yè)數(shù)字助理(eda)、數(shù)碼相機、數(shù)碼攝像機、便攜式游戲機、mp3播放器、便攜式/個人多媒體播放器(pmp)、手持電子書、超級移動個人計算機(umpc)、手提計算機、全球定位系統(tǒng)(gps)導(dǎo)航儀、個人導(dǎo)航裝置或便攜式導(dǎo)航裝置(pnd)、手持游戲機、電子書以及諸如高清晰度電視(hdtv)、光盤播放器、dvd播放器、藍光播放器、機頂盒、機器人清潔工、家電、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)的裝置、其他消費電子/信息技術(shù)(ce/it)裝置或與在此公開的相一致的能夠無線通信或網(wǎng)絡(luò)通信的任何其他裝置。數(shù)字裝置可在智能電器、智能交通工具或在智能家居系統(tǒng)中被實現(xiàn)。數(shù)字裝置也可被實現(xiàn)為被穿戴在用戶的身體上的可穿戴裝置。在一個示例中，可穿戴裝置(諸如，例如，手表、手鏈或包括一個眼鏡片或兩個眼鏡片的眼鏡顯示器(egd))可以是自己固定在用戶的身體上。在另一個非窮舉行示出中，可穿戴裝置可以是通過貼附裝置安裝在用戶的身體上，諸如，例如，使用臂環(huán)將智能電話或平板計算機貼附在用戶的手臂上，將可穿戴裝置結(jié)合在用戶的衣服上或使用掛繩將可穿戴裝置懸掛在用戶的脖子上。執(zhí)行參照圖3和圖4在此描述的操作的在圖1和圖14中示出的設(shè)備、單元、模塊、裝置和其他組件是通過硬件組件實現(xiàn)的。硬件組件的示例包括控制器、傳感器、生成器、驅(qū)動器以及本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員熟知的其它電子組件。在一個示例中，硬件組件可通過一個或多個處理器或計算機被實現(xiàn)。處理器或計算機是通過一個或多個處理元件(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、微型計算機、可編程邏輯控制器、現(xiàn)場可編程門陣列、可編程邏輯陣列、微處理器或本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員熟知的能夠以定義的方式響應(yīng)和執(zhí)行指令來實現(xiàn)所需的結(jié)果的任何其它裝置或裝置的組合)實現(xiàn)的。在一個示例中，處理器或計算機包括或連接到一個或多個存儲由處理器或計算機執(zhí)行的指令或軟件的存儲器。通過處理器或計算機實現(xiàn)的硬件組件執(zhí)行指令或軟件(諸如，操作系統(tǒng)(os)和一個或多個在os上運行的軟件應(yīng)用)來執(zhí)行參照圖3和圖4在此所述的操作。硬件組件也響應(yīng)于指令或軟件的執(zhí)行來訪問、操作、處理、創(chuàng)建以及存儲數(shù)據(jù)。為了簡單起見，單數(shù)術(shù)語“處理器”或“計算機”可用于在此所述的示例的描述中，但是在其它的示例中，多個處理器或計算機被使用，或包括多個處理元件或多種類型的處理元件或兩者的處理器或計算機被使用。在一個示例中，硬件組件包括多個處理器，在另一個示例中，硬件組件包括處理器和控制器。硬件組件具有任意一個或多個不同處理配置，其示例包括單個處理器、獨立處理器、并行處理器、單指令單數(shù)據(jù)(sisd)多處理機、單指令多數(shù)據(jù)(simd)多處理機、多指令但數(shù)據(jù)(misd)多處理機以及多指令多數(shù)據(jù)(mimd)多處理機。執(zhí)行在此描述的操作的在圖3到圖4所示的方法由處理器或計算機執(zhí)行，其方法的執(zhí)行是通過如上所述執(zhí)行指令或軟件來執(zhí)行在此描述的操作。用于控制處理器或計算機實施硬件組件并執(zhí)行如上所述的方法的指令或軟件被編寫為計算機程序、代碼段、指令或它們的任意組合，用于單獨地或共同地指示或配置處理器或計算機作為機器或?qū)Ｓ糜嬎銠C來執(zhí)行由硬件組件執(zhí)行的操作和如上所述的方法。在一個示例中，指令或軟件包括由處理器或計算機直接執(zhí)行的機器語言，諸如由編譯器生成的機器代碼。在另一個示例中，指令或軟件包括由處理器或計算機使用編譯器執(zhí)行的高級代碼。本領(lǐng)域的普通技術(shù)的程序員可以容易地基于附圖所示的框圖和流程圖以及說明書中相關(guān)的描述來寫指令或軟件，其公開了用于執(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算機實施硬件組件和執(zhí)行如上所述的方法的指令或軟件以及任何相關(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、存儲或固定進或在一個或多個永久的計算機可讀存儲介質(zhì)。永久的計算機可讀存儲介質(zhì)的示例包括只讀存儲器(rom)、隨機存取存儲器(ram)、閃速存儲器、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-rlth、bd-re、磁帶、軟盤、磁光數(shù)據(jù)存儲裝置、光學(xué)數(shù)據(jù)存儲裝置、硬盤、固態(tài)硬盤以及本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員熟知的能夠以永久性的方式存儲指令或軟件以及任何相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)文件和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)并為處理器或計算機提供指令或軟件以及任何相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)文件和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以使處理器或計算機能夠執(zhí)行指令的任何裝置。在一個示例中，指令或軟件以及任何相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)文件和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)分布于網(wǎng)絡(luò)結(jié)合的計算機系統(tǒng)以使指令和軟件以及任何相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)文件和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)由處理器或計算機以分布的形式進行存儲、獲取和執(zhí)行。雖然本公開包括具體的示例，但是對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員很明顯的是，在不脫離權(quán)利要求的精神和范圍以及它們的等同物的情況下，可以對這些示例中進行形式和細節(jié)的各種改變。在此描述的示例被認為僅在描述性的意義上，并不為了限制。在每一個示例中的特征或方面的描述被認為適用于在其它示例中的相同的特征或方面。如果所述的技術(shù)以不同的順序執(zhí)行，和/或如果在所述的系統(tǒng)、體系結(jié)構(gòu)、裝置或電路中的組件以不同的方式組合，和/或用其他組件或它們的等同物替換或補充可實現(xiàn)適當?shù)慕Y(jié)果。因此，本公開的范圍不是由詳細的描述而是由權(quán)利要求和它們的等同物所限定，并且在權(quán)利要求和它們的等同物的范圍內(nèi)的所有改變都被視為包括在本公開內(nèi)。當前第1頁12當前第1頁12