本文討論的實(shí)施方式涉及傳感器信息處理設(shè)備。

背景技術(shù)：

存在通過(guò)使用心跳傳感器來(lái)檢測(cè)生物體的心跳的技術(shù)。帶通濾波器(bpf)被應(yīng)用于心跳傳感器的檢測(cè)信號(hào)，以從心跳傳感器的檢測(cè)信號(hào)檢測(cè)與心跳對(duì)應(yīng)的信號(hào)分量。

此外，生物體的心跳根據(jù)每單位時(shí)間的心率是高還是低在一次心跳的時(shí)間長(zhǎng)度上變化。

因此，bpf特性(例如，通帶中心頻率和通帶寬度)可以根據(jù)心率是高還是低而變化。

(相關(guān)技術(shù)文獻(xiàn)列表)

專利文獻(xiàn)1：wo2008/081553

專利文獻(xiàn)2：jp2006-187469a

專利文獻(xiàn)3：jp2014-94043a

專利文獻(xiàn)4：jp2014-039666a

當(dāng)生物體的運(yùn)動(dòng)發(fā)生時(shí)，除了源自心跳的信號(hào)分量(在下文中，可以被稱為“心跳信號(hào)”)之外，源自心跳傳感器的檢測(cè)信號(hào)中還包括源自身體運(yùn)動(dòng)的信號(hào)分量(在下文中，可以被稱為“源自身體運(yùn)動(dòng)的信號(hào)分量”)。源自身體運(yùn)動(dòng)的信號(hào)分量可以是待檢測(cè)的心跳信號(hào)的噪聲分量。

在這點(diǎn)上，生物體的心率響應(yīng)于在生物體的活動(dòng)或運(yùn)動(dòng)期間的身體運(yùn)動(dòng)而實(shí)際改變的時(shí)間不總是與發(fā)生身體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間一致。例如，心率往往在活動(dòng)或運(yùn)動(dòng)開(kāi)始之后較晚地上升。

因此，存在將bpf應(yīng)用于心跳傳感器的檢測(cè)信號(hào)的時(shí)間可能不合適的情況。當(dāng)施加bpf的時(shí)間不適當(dāng)時(shí)，心跳信號(hào)的檢測(cè)精度將降低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)一個(gè)方面，本文討論的技術(shù)的目的之一是提高由心跳傳感器檢測(cè)的心跳信號(hào)的檢測(cè)精度。

在一個(gè)方面中，傳感器信息處理設(shè)備可以包括接收器和處理器。接收器可以接收心跳傳感器的檢測(cè)信號(hào)和慣性傳感器的檢測(cè)信號(hào)。處理器可以基于慣性傳感器的檢測(cè)信號(hào)來(lái)估計(jì)心率，并且相對(duì)于心率的估計(jì)時(shí)間延遲根據(jù)所估計(jì)的心率控制心跳傳感器的檢測(cè)信號(hào)的待處理的頻帶的時(shí)間。

根據(jù)一個(gè)方面，可以提高由心跳傳感器檢測(cè)的心跳信號(hào)的檢測(cè)精度。

附圖說(shuō)明

圖1是示出了根據(jù)實(shí)施方式的傳感器系統(tǒng)的示例的框圖；

圖2和圖3是示出了根據(jù)實(shí)施方式的生命傳感器的配置示例的框圖；

圖4是示出了根據(jù)實(shí)施方式的信息處理設(shè)備的配置示例的框圖；

圖5是示出了根據(jù)實(shí)施方式的心率測(cè)量的結(jié)果的示例的圖；

圖6和圖7是示出了根據(jù)實(shí)施方式的心率(估計(jì)值和實(shí)測(cè)值)和運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度(met值)的時(shí)間變化的示例的圖；

圖8是示出了根據(jù)第一示例的傳感器系統(tǒng)的操作示例的流程圖；

圖9是示出了圖8所示的心率估計(jì)處理的第一方面的流程圖；

圖10是示出了根據(jù)實(shí)施方式的步行步頻與心率之間的關(guān)系的示例的圖；

圖11是示出了圖8所示的心率估計(jì)過(guò)程的第二方面的流程圖；

圖12是示出了根據(jù)實(shí)施方式的步行步頻與步行速度之間的關(guān)系的示例的圖；

圖13是示出了根據(jù)實(shí)施方式的步行速度與運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度(met值)之間的關(guān)系的示例的圖；

圖14是示出了根據(jù)第二示例的傳感器系統(tǒng)的操作示例的流程圖；

圖15是示出了根據(jù)實(shí)施方式的bpf的設(shè)置示例的圖；

圖16是示出了根據(jù)實(shí)施方式的bpf的通帶的示例的圖；

圖17是示出了根據(jù)實(shí)施方式的bpf的帶寬的設(shè)置示例的圖；

圖18和圖19是示出了根據(jù)實(shí)施方式的心率分布的示例的圖；

圖20和圖21是示出了根據(jù)實(shí)施方式的心率的統(tǒng)計(jì)處理的示例的圖；

圖22和圖23是示出了根據(jù)實(shí)施方式的bpf的帶寬的設(shè)置示例的圖；以及

圖24是示出了根據(jù)實(shí)施方式的bpf的帶寬信息的示例的圖。

具體實(shí)施方式

在下文中，將參照附圖描述示例性實(shí)施方式。然而，下面描述的實(shí)施方式僅是示例，并且不旨在排除未在下面明確描述的各種修改或技術(shù)的應(yīng)用。此外，可以適當(dāng)?shù)亟M合和執(zhí)行下面描述的各種示例性方面。除非另有說(shuō)明，否則在用于以下實(shí)施方式的附圖中被賦予相同附圖標(biāo)記的元件或部件將表示相同或相似的元件或部件。

圖1是示出了根據(jù)實(shí)施方式的傳感器系統(tǒng)的示例的框圖。圖1所示的傳感器系統(tǒng)1可以示例性地包括生命傳感器2、信息處理設(shè)備3和網(wǎng)絡(luò)(nw)4。

生命傳感器2可以示例性地通過(guò)通信裝置6連接到網(wǎng)絡(luò)4，并且適用于通過(guò)網(wǎng)絡(luò)4與信息處理設(shè)備3通信。

生命傳感器2適用于感測(cè)生物體的信息(在下文中可以被稱為“生命信息”)。生物體是感測(cè)目標(biāo)的示例。術(shù)語(yǔ)“感測(cè)”可以被稱為“檢測(cè)”或“測(cè)量”。

“生命信息”的非限制性示例是指示生物體的心跳的信息。由于生物體的血管根據(jù)心跳而搏動(dòng)，所以指示心跳的信息可以被認(rèn)為等同于指示脈搏跳動(dòng)的信息。

生物體的心跳或脈搏跳動(dòng)可以示例性地獲取為與心跳對(duì)應(yīng)的電磁波、壓力或聲音的變化。

例如，當(dāng)用如紅外線的光照射手指或耳垂的血管時(shí)，反射光將根據(jù)血流的節(jié)律性變化和光吸收特性而周期性地變化。因此，可以根據(jù)血流的變化來(lái)將心跳或脈搏跳動(dòng)光學(xué)地測(cè)量為反射光的波動(dòng)。

可替選地，當(dāng)用無(wú)線電波例如微波照射生物體時(shí)，根據(jù)心跳在生物體的表面(例如，皮膚)中會(huì)發(fā)生節(jié)律性運(yùn)動(dòng)。因此，皮膚與無(wú)線電波發(fā)射源之間的距離根據(jù)運(yùn)動(dòng)而改變，并且在反射波中會(huì)發(fā)生由于多普勒效應(yīng)而引起的變化。因此，還可以將心跳或脈搏跳動(dòng)測(cè)量為由照射在生物體上的反射波的多普勒效應(yīng)引起的波動(dòng)。

此外，當(dāng)心臟節(jié)律性地收縮和放松時(shí)，血管的壓力(下文中可以被稱為“血壓”)也會(huì)將波動(dòng)。因此，還可以通過(guò)使用壓力傳感器或壓電傳感器將心跳或脈搏跳動(dòng)測(cè)量為血壓的節(jié)律性波動(dòng)。

此外，還可以通過(guò)使用心電圖儀或心音圖儀來(lái)將心跳測(cè)量為與心臟脈搏對(duì)應(yīng)的心肌的電勢(shì)變化或聲音變化。

適用于使用上述測(cè)量方案中的任一個(gè)來(lái)測(cè)量心跳的傳感器可以被稱為“心跳傳感器”或“心跳計(jì)”。如上所述，由于指示“心跳”的信息可以在某些情況下被認(rèn)為等同于指示“脈搏跳動(dòng)”的信息，所以“心跳傳感器”或“心跳計(jì)”可以被稱為“脈搏跳動(dòng)傳感器”或“脈搏跳動(dòng)計(jì)”。

在本實(shí)施方式中，出于說(shuō)明的目的，將描述作為心跳傳感器的示例的下述示例，在該示例中，將適用于通過(guò)使用多普勒效應(yīng)來(lái)測(cè)量心跳的“無(wú)線傳感器”應(yīng)用于生命傳感器2。“無(wú)線傳感器”可以被稱為“微波傳感器”、“rf(射頻)傳感器”或“多普勒傳感器”。

生命傳感器2可以示例性地附接成與人體的皮膚接觸，或者可以附接到人體的衣服。生命傳感器2不需要通過(guò)嚴(yán)格固定(可以被稱為“約束”)的方式而被附接到人體?？梢愿鶕?jù)衣服與人體表面的運(yùn)動(dòng)之間的不匹配而允許在生命傳感器2與人體之間發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)。

例如，生命傳感器2可以被附接到人體，使得生物傳感器2被允許相對(duì)于人體沿三維方向之一移動(dòng)。示例性地，生命傳感器2可以放入衣服的口袋例如夾克的胸袋中，或者可以通過(guò)使用附接工具例如吊帶附接在衣服上。

接下來(lái)，圖1所示的通信裝置6適用于通過(guò)例如網(wǎng)絡(luò)4向信息處理設(shè)備3發(fā)送生命傳感器2的感測(cè)結(jié)果(例如，指示心跳的信息)。因此，通信裝置6可以使用有線電纜或無(wú)線電與網(wǎng)絡(luò)4連接。

換言之，通信裝置6可以設(shè)置有支持無(wú)線和有線通信二者中的一者或兩者的通信接口(if)。示例性地，基于3gpp(第三代合作伙伴計(jì)劃)的lte(長(zhǎng)期演進(jìn))或lte-a的通信方案適用于通信裝置6的無(wú)線通信。

此外，衛(wèi)星通信可以應(yīng)用于通信裝置6的無(wú)線通信。當(dāng)應(yīng)用衛(wèi)星通信時(shí)，通信裝置6能夠在不通過(guò)網(wǎng)絡(luò)4進(jìn)行路由的情況下通過(guò)通信衛(wèi)星與信息處理設(shè)備3通信。

生命傳感器2的感測(cè)結(jié)果不僅可以包括生命信息，而且可以包括指示基于生命信息獲得的算術(shù)運(yùn)算或確定的結(jié)果的信息。出于描述的目的，感測(cè)結(jié)果可以被稱為“傳感器信息”或“傳感器數(shù)據(jù)”。

通信裝置6可以如圖1所示在外部附接到生命傳感器2，或者可以內(nèi)置在生命傳感器2中。在外部附接到生命傳感器2的通信裝置6可以是例如由附接有生命傳感器2的人攜帶的裝置。出于描述的目的，附接有生命傳感器2的人可以被稱為“用戶”、“對(duì)象”或“被觀察者”。

由用戶攜帶的通信裝置6可以示例性地為移動(dòng)電話(其可以包括智能電話)、筆記本pc或平板pc?！皃c”是“個(gè)人計(jì)算機(jī)”的縮寫(xiě)。

有線連接或無(wú)線連接可以應(yīng)用于生命傳感器2與通信裝置6之間的連接。換言之，生命傳感器2可以設(shè)置有支持無(wú)線和有線通信中的一者或兩者的通信if。“wifi(無(wú)線保真)”(注冊(cè)商標(biāo))或“藍(lán)牙”(注冊(cè)商標(biāo))也可以應(yīng)用于無(wú)線連接。

在外部附接到生命傳感器2的通信裝置6可以是路由器或網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)。如圖1所示，通信裝置6可以與空調(diào)7和照明裝置8在通信上連接，使得空調(diào)7和照明裝置8能夠通過(guò)網(wǎng)絡(luò)4與信息處理設(shè)備3通信。

網(wǎng)絡(luò)4可以示例性地是wan(廣域網(wǎng))、lan(局域網(wǎng))或因特網(wǎng)。此外，網(wǎng)絡(luò)4可以包括無(wú)線接入網(wǎng)。無(wú)線接入網(wǎng)可以符合上述lte或lte-a。

信息處理設(shè)備3通過(guò)網(wǎng)絡(luò)4(或者可以通過(guò)通信衛(wèi)星)接收生命傳感器2的傳感器信息，并且處理所接收的傳感器信息。因此，信息處理設(shè)備3可以被稱為傳感器信息處理設(shè)備3。

處理傳感器信息可以包括存儲(chǔ)和管理傳感器信息，以及基于傳感器信息估計(jì)用戶的心率。因此，例如，信息處理設(shè)備3適用于監(jiān)視用戶的活動(dòng)狀態(tài)。換言之，傳感器系統(tǒng)1能夠提供用戶“監(jiān)視(或觀看)功能”。

管理傳感器信息可以包括在數(shù)據(jù)庫(kù)(db)中編譯傳感器信息。在db中編譯的數(shù)據(jù)可以被稱為“云數(shù)據(jù)”或“大數(shù)據(jù)”。

信息處理設(shè)備3可以由一個(gè)或更多個(gè)服務(wù)器示例性地實(shí)現(xiàn)。換言之，由生命傳感器2獲得的傳感器信息可以由單個(gè)服務(wù)器處理或管理，或者可以由信息處理設(shè)備3中的多個(gè)服務(wù)器分布式處理或管理。服務(wù)器可以對(duì)應(yīng)于例如云數(shù)據(jù)傳感器中提供的云服務(wù)器。

信息處理設(shè)備3可以在不通過(guò)網(wǎng)絡(luò)4進(jìn)行路由的情況下與生命傳感器2通信上連接。例如，信息處理設(shè)備3適用于通過(guò)有線電纜或者通過(guò)無(wú)線電從生命傳感器2直接接收傳感器信息。

(生命傳感器2的配置示例)

接下來(lái)，參考圖2和圖3描述生命傳感器2的配置示例。如圖2和圖3所示，生命傳感器2可以示例性地包括作為心跳傳感器的示例的無(wú)線傳感器21、慣性傳感器22、處理器23、存儲(chǔ)器24和通信if25。

生命傳感器2可以被稱為傳感器單元2。在下文中，出于描述的目的，生命傳感器2或傳感器單元2將被簡(jiǎn)稱為“傳感器2”。

如圖3所示，無(wú)線傳感器21、慣性傳感器22、處理器23、存儲(chǔ)器24和通信if25可以示例性地連接到總線26以通過(guò)處理器23彼此通信。

無(wú)線傳感器21可以是多普勒傳感器，并且示例性地對(duì)發(fā)送到空間的無(wú)線電波以及所發(fā)送的無(wú)線電波的反射波執(zhí)行相位檢測(cè)以生成差拍信號(hào)(beatsignal)。差拍信號(hào)可以作為無(wú)線傳感器21的輸出信號(hào)被提供給處理器23。

如圖2所示，無(wú)線傳感器21可以包括例如天線211、本地振蕩器(osc)212、mcu(微控制單元)213、檢測(cè)電路214、運(yùn)算放大器(op)215和電源單元(或電源電路)216。

天線211向空間發(fā)送具有由osc212生成的振蕩頻率的無(wú)線電波，并且接收由定位于空間的用戶反射的所發(fā)送的無(wú)線電波的反射波。在圖2的示例中，天線211由發(fā)送和接收共享，但是發(fā)送天線和接收天線可以單獨(dú)設(shè)置。

osc212響應(yīng)于mcu213的控制而示例性地振蕩以輸出具有預(yù)定頻率的信號(hào)(出于描述的目的，其可以被稱為“本地信號(hào)”)。本地信號(hào)作為發(fā)送無(wú)線電波從天線211發(fā)送，并且被輸入到檢測(cè)電路214。

osc212的振蕩頻率(換言之，由無(wú)線傳感器21發(fā)送的無(wú)線電波的頻率)可以示例性地為微波頻帶中的頻率。微波頻帶可以示例性地為2.4ghz頻帶或24ghz頻帶。

這些頻帶是其室內(nèi)使用由日本的“無(wú)線電法”授權(quán)的示例?？梢允褂梦幢弧盁o(wú)線電法”規(guī)定的頻帶用于無(wú)線傳感器21的發(fā)送無(wú)線電波。

mcu213響應(yīng)于處理器23的控制來(lái)示意性地控制osc212的振蕩操作。

檢測(cè)電路214示例性地對(duì)由天線211接收的反射波和來(lái)自osc212的本地信號(hào)(換言之，發(fā)送無(wú)線電波)執(zhí)行相位檢測(cè)以輸出差拍信號(hào)。檢測(cè)電路214可以用將發(fā)送無(wú)線電波和反射波進(jìn)行混合的混合器來(lái)代替。由混合器執(zhí)行的混合可以被認(rèn)為等同于相位檢測(cè)。

在這點(diǎn)上，由于根據(jù)用戶的心跳的多普勒效應(yīng)，因此在由檢測(cè)電路214獲得的差拍信號(hào)中發(fā)生振幅變化和頻率變化。換言之，差拍信號(hào)包括指示用戶的心跳的信息。

運(yùn)算放大器215示例性地放大從檢測(cè)電路214輸出的差拍信號(hào)。經(jīng)放大的差拍信號(hào)被輸入到處理器23。

電源單元216示例性地向mcu213、檢測(cè)電路214和運(yùn)算放大器215提供驅(qū)動(dòng)電力。

同時(shí)，慣性傳感器22可以示例性地檢測(cè)傳感器單元2的運(yùn)動(dòng)。慣性傳感器22可以是加速度傳感器或陀螺儀。壓電型傳感器和電容型傳感器中的任一種可以示例性地應(yīng)用于加速度傳感器。自旋轉(zhuǎn)子(飛輪)型、光學(xué)型傳感器和振動(dòng)結(jié)構(gòu)型傳感器中的任一種可以應(yīng)用于陀螺儀。

慣性傳感器22可以包括一個(gè)或更多個(gè)檢測(cè)軸。例如，在沿檢測(cè)軸之一的方向上的重力分量可以被檢測(cè)為“加速度”分量。慣性傳感器22的檢測(cè)信號(hào)可以被輸入到處理器23。

處理器23是具有算術(shù)處理能力的算術(shù)處理設(shè)備的示例。算術(shù)處理設(shè)備可以被稱為算術(shù)處理裝置或算術(shù)處理電路。集成電路(ic)例如mpu(微處理單元)或dsp(數(shù)字信號(hào)處理器)可以示例性地應(yīng)用于作為算術(shù)處理設(shè)備的示例的處理器23。“處理器”可以被稱為“處理單元”、“控制器”或“計(jì)算機(jī)”。

處理器23適用于基于無(wú)線傳感器21的檢測(cè)信號(hào)來(lái)檢測(cè)用戶的心跳。濾波器可以示例性地應(yīng)用于無(wú)線傳感器21的檢測(cè)信號(hào)以從無(wú)線傳感器21的檢測(cè)信號(hào)檢測(cè)源于心跳的信號(hào)分量(其可以被稱為“心跳分量”或“心跳信號(hào)”)。非限制性示例的濾波器可以是帶通濾波器(bpf)。處理器23可以基于檢測(cè)到的心跳來(lái)確定與用戶的睡眠相關(guān)的狀態(tài)。

慣性傳感器22的檢測(cè)信號(hào)可以用于控制上述bpf的濾波器特性(示例性地為通過(guò)中心頻率和通帶寬度)?？刂茷V波器特性可以被認(rèn)為是控制無(wú)線傳感器21的檢測(cè)信號(hào)中的待處理的目標(biāo)頻帶。下面將描述濾波器特性的控制的示例。

bpf的“通過(guò)中心頻率”和“通帶寬度”可以分別被簡(jiǎn)稱為“中心頻率”和“帶寬”。

無(wú)線傳感器21的檢測(cè)信號(hào)和慣性傳感器22的檢測(cè)信號(hào)均可以被稱為“檢測(cè)值”或“輸出值”。出于描述的目的，無(wú)線傳感器21的檢測(cè)值可以被稱為“無(wú)線傳感器值”，并且慣性傳感器22的檢測(cè)值可以被稱為“慣性傳感器值”。

此外，可以通過(guò)(下面參考圖4描述的)信息處理設(shè)備3的處理器31而不是傳感器單元2的處理器23來(lái)執(zhí)行上述的心跳的檢測(cè)和濾波器特性的控制。

接下來(lái)，在圖3中，存儲(chǔ)器24是設(shè)置在傳感器單元2中的存儲(chǔ)單元或存儲(chǔ)介質(zhì)的示例，并且可以是ram(隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)或閃存。

由處理器23讀取和使用以操作的程序和數(shù)據(jù)可以存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器24中?！俺绦颉笨梢员环Q為“軟件”或“應(yīng)用程序”?！皵?shù)據(jù)”可以包括根據(jù)處理器23的操作生成的數(shù)據(jù)。

通信if25是傳感器單元2的通信單元的示例，并且示例性地與通信裝置6(參見(jiàn)圖1)連接，并且能夠通過(guò)網(wǎng)絡(luò)4與信息處理設(shè)備3進(jìn)行通信。

例如，通信if25可以發(fā)送無(wú)線傳感器21和慣性傳感器22的檢測(cè)信號(hào)，并且將基于檢測(cè)到的信號(hào)中的一個(gè)或兩個(gè)獲得的信息發(fā)送到信息處理設(shè)備3。

換言之，從生命傳感器2發(fā)送到信息處理設(shè)備3的傳感器信息可以包括無(wú)線傳感器21和慣性傳感器22的測(cè)量值，或者可以包括基于測(cè)量值中的一個(gè)或兩個(gè)而獲得的信息。

通信if25可以與信息處理設(shè)備3以直接與信息處理設(shè)備3連接進(jìn)行通信，而不必通過(guò)通信裝置6和/或網(wǎng)絡(luò)4來(lái)路由。

(信息處理設(shè)備3的配置示例)

接下來(lái)，將參考圖4描述圖1所示的信息處理設(shè)備3的配置示例。如圖4所示，信息處理設(shè)備3可以示例性地包括處理器31、存儲(chǔ)器32、存儲(chǔ)裝置33、通信接口(if)34和外圍if35。

處理器31、存儲(chǔ)器32、存儲(chǔ)裝置33、通信if34和外圍if35可以示例性地連接到通信總線36以通過(guò)處理器31彼此通信。

處理器31是具有算術(shù)處理能力的算術(shù)處理設(shè)備的示例。算術(shù)處理設(shè)備可以被稱為算術(shù)處理裝置或算術(shù)處理電路。ic如cpu或mpu或dsp可以示例性地應(yīng)用于作為算術(shù)處理設(shè)備的示例的處理器31?！疤幚砥鳌笨梢员环Q為“處理單元”、“控制器”或“計(jì)算機(jī)”。

處理器31示例性地控制信息處理設(shè)備3的整個(gè)操作。由處理器31執(zhí)行的控制可以包括對(duì)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)4執(zhí)行的通信的控制。通過(guò)控制通信，可以例如通過(guò)網(wǎng)絡(luò)4遠(yuǎn)程地控制空調(diào)7和照明裝置8。

示例性地，處理器31可以基于由通信if34接收的生命傳感器2的傳感器信息來(lái)如上所述地檢測(cè)心跳或控制濾波器特性。

此外，處理器31可以示例性地生成控制信號(hào)如控制空調(diào)7和照明裝置8的操作的控制信號(hào)，以控制生命傳感器2的用戶所處的空間環(huán)境。

可以示例性地基于以下來(lái)生成控制信號(hào)：基于從生命傳感器2獲得的傳感器信息檢測(cè)到的用戶的心率以及與基于心率所估計(jì)或確定的用戶的睡眠相關(guān)的狀態(tài)。

由處理器31生成的控制信號(hào)可以示例性地通過(guò)通信if34發(fā)送到空調(diào)7和照明裝置8。

存儲(chǔ)器32是存儲(chǔ)介質(zhì)的示例，并且可以是ram或閃存。由處理器31讀取和使用以操作的程序和數(shù)據(jù)可以存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器32中。

存儲(chǔ)裝置33可以存儲(chǔ)各種數(shù)據(jù)和程序片段。硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器(hdd)、固態(tài)驅(qū)動(dòng)器(ssd)或閃存可以應(yīng)用于存儲(chǔ)裝置33。

存儲(chǔ)在存儲(chǔ)裝置33中的數(shù)據(jù)可以示例性地包括：由通信if34接收的傳感器2的傳感器信息、基于傳感器信息檢測(cè)的心率、以及與基于心率所估計(jì)或確定的用戶的睡眠相關(guān)的狀態(tài)。

存儲(chǔ)在存儲(chǔ)設(shè)備33中的數(shù)據(jù)可以可選地編譯在數(shù)據(jù)庫(kù)(db)中。db中編譯的數(shù)據(jù)可以被稱為“云數(shù)據(jù)”或“大數(shù)據(jù)”。存儲(chǔ)裝置33和存儲(chǔ)器32可以被統(tǒng)稱為信息處理設(shè)備3的“存儲(chǔ)單元”。

存儲(chǔ)在存儲(chǔ)裝置33中的程序可以包括用于執(zhí)行參考圖8和圖14描述的處理的程序。

出于描述的目的，執(zhí)行以下參考圖8和圖14描述的處理的程序可以被稱為“傳感器信息處理程序”。

構(gòu)成程序的程序代碼的全部或一部分可以存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元中，或者可以被描述為操作系統(tǒng)(os)的一部分。

程序和數(shù)據(jù)可以記錄在要設(shè)置的計(jì)算機(jī)可讀非暫態(tài)記錄介質(zhì)中。記錄介質(zhì)的示例包括軟盤(pán)、cd-rom、cd-r、cd-rw、mo、dvd、藍(lán)光盤(pán)和便攜式硬盤(pán)。此外，半導(dǎo)體存儲(chǔ)器例如usb(通用串行總線)存儲(chǔ)器是記錄介質(zhì)的示例。

可替選地，程序和數(shù)據(jù)可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)4從服務(wù)器提供(或下載)到信息處理設(shè)備3。例如，程序和數(shù)據(jù)可以通過(guò)通信if34提供給信息處理設(shè)備3。此外，程序和數(shù)據(jù)可以從連接到外圍if35的在下文中描述的輸入裝置輸入到信息處理設(shè)備3。

通信if34是設(shè)置在信息處理設(shè)備3中的通信單元的示例，并且示例性地連接到網(wǎng)絡(luò)4以使得能夠通過(guò)網(wǎng)絡(luò)4進(jìn)行通信。

在專注于接收處理時(shí)，通信if34是接收從生命傳感器2發(fā)送到信息處理設(shè)備3的信息的接收器(其可以被稱為“獲取單元”)的示例。

同時(shí)，在專注于發(fā)送處理時(shí)，通信if34是例如將由處理器31生成的控制信號(hào)發(fā)送到生命傳感器2、空調(diào)7和照明裝置8的發(fā)送器的示例。以太網(wǎng)(注冊(cè)商標(biāo))卡可以示例性地應(yīng)用于通信if34。

通信if34可以在不通過(guò)網(wǎng)絡(luò)4進(jìn)行路由的情況下與生命傳感器2的通信if25連接以使得能夠與生命傳感器2直接通信。

示例性地，外圍if35是將外圍裝置連接到信息處理設(shè)備3的接口。

外圍裝置可以包括向信息處理設(shè)備3輸入信息的輸入裝置和輸出由信息處理設(shè)備3生成的信息的輸出裝置。

輸入裝置可以包括鍵盤(pán)、鼠標(biāo)和/或觸摸面板。輸出裝置可以包括顯示器和/或打印機(jī)。

順便說(shuō)一下，例如，當(dāng)通過(guò)使用無(wú)線傳感器21在不接觸用戶的情況下測(cè)量用戶的心跳時(shí)并且當(dāng)用戶的物理運(yùn)動(dòng)(可以被稱為“身體運(yùn)動(dòng)”)變得大到某種程度時(shí)，則難以從無(wú)線傳感器21的檢測(cè)信號(hào)檢測(cè)心跳分量。

例如，在用戶的運(yùn)動(dòng)或活動(dòng)期間，由于會(huì)發(fā)生大于休息期間的運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)，所以生命傳感器2與皮膚之間的距離根據(jù)身體運(yùn)動(dòng)而改變。

示例性地，當(dāng)生命傳感器2被放置在用戶的衣服口袋中時(shí)，或者當(dāng)生命傳感器2利用吊帶附接在用戶的衣服上時(shí)，生命傳感器2與皮膚之間的距離容易根據(jù)身體運(yùn)動(dòng)而改變。

因此，除了與距離變化對(duì)應(yīng)的源于心跳的信號(hào)分量之外，還將與距離變化對(duì)應(yīng)的源于身體運(yùn)動(dòng)的信號(hào)分量作為噪聲分量添加到無(wú)線傳感器21的檢測(cè)信號(hào)。因此，隨著用戶的身體運(yùn)動(dòng)變大，心跳分量的檢測(cè)目標(biāo)的噪聲分量容易混入無(wú)線傳感器21的檢測(cè)信號(hào)中，因此難以在檢測(cè)信號(hào)中檢測(cè)到心跳分量。

不僅在無(wú)線傳感器21的情況下，而且在光學(xué)地測(cè)量血流變化的傳感器例如耳夾式傳感器(earclip)的情況下，血流量由于身體運(yùn)動(dòng)而變化。因此，除了源于心跳的信號(hào)分量之外，還將源于身體運(yùn)動(dòng)的信號(hào)分量作為噪聲分量混入傳感器檢測(cè)信號(hào)中。

此外，當(dāng)血流量由于身體運(yùn)動(dòng)而變化時(shí)，血壓變化。因此，在使用壓力傳感器或壓電傳感器的心跳傳感器中，源于身體運(yùn)動(dòng)的信號(hào)分量變成源于心跳的信號(hào)分量的噪聲分量。

在測(cè)量聲音變化或心肌的電勢(shì)變化的傳感器如心音圖儀或心電圖儀中，由于用戶的肌肉由于身體運(yùn)動(dòng)而移動(dòng)，因此源于身體運(yùn)動(dòng)的信號(hào)分量變成源于心跳的信號(hào)分量的噪聲分量。

簡(jiǎn)言之，獨(dú)立于心跳傳感器的測(cè)量方案，換言之，獨(dú)立于心跳傳感器的類(lèi)型，當(dāng)在用戶的運(yùn)動(dòng)或活動(dòng)期間發(fā)生身體運(yùn)動(dòng)時(shí)，容易將與身體運(yùn)動(dòng)對(duì)應(yīng)的信號(hào)分量作為噪聲分量混入傳感器檢測(cè)信號(hào)中。

通過(guò)將上述bpf應(yīng)用于無(wú)線傳感器21的檢測(cè)信號(hào)，可以消除不是待檢測(cè)的源于心跳的信號(hào)分量的噪聲分量。

在這點(diǎn)上，如圖5所示，例如，每跳的心跳時(shí)間長(zhǎng)度(或時(shí)間間隔)往往根據(jù)每單位時(shí)間的心率的程度而變化。在圖5中，橫軸指示在給定時(shí)刻的心率x(n)(n是正整數(shù))，以及縱軸指示隨后的心率x(n+1)。下面將描述圖5中的附圖標(biāo)記122、124、126和“d”的含義。

例如，隨著每單位時(shí)間的心率增加，每跳的時(shí)間長(zhǎng)度的變化趨于減小。相反，隨著每單位時(shí)間的心率下降，每跳的時(shí)間長(zhǎng)度的變化趨于下降。

示例性地，在心跳分量可能在其中出現(xiàn)的平均頻帶(對(duì)于非限制性示例，0.8hz至4.0hz)中，在每單位時(shí)間50跳的每跳的時(shí)間長(zhǎng)度(例如，一分鐘)中可能出現(xiàn)±20％的變化。同時(shí)，在高于50跳的120跳的每跳的時(shí)間長(zhǎng)度可能出現(xiàn)±5％的變化。這樣的“變化”可以被認(rèn)為是生物體的“心跳特性”。

因此，當(dāng)bpf的濾波器特性(例如，通帶寬度)被靜態(tài)地設(shè)置為特定心率例如60跳或120跳時(shí)，根據(jù)心率的程度，心跳分量可能缺失或者噪聲分量的消除可能不足。因此，可能降低心率的檢測(cè)精度。

因此，在本實(shí)施方式中，bpf的濾波器特性根據(jù)心率的程度自適應(yīng)地改變。例如，隨著每單位時(shí)間的心率增加，將bpf的通帶寬度設(shè)置得較窄。相反地，隨著每單位時(shí)間的心率減少，將bpf的通帶寬度設(shè)置得較寬。

出于描述的目的，心跳分量可能在其中出現(xiàn)的平均頻帶將被稱為“心跳出現(xiàn)頻帶”。下面將參考圖13至圖22描述用于心跳出現(xiàn)頻帶的bpf的通帶寬度的可變?cè)O(shè)置示例。

根據(jù)bpf的通帶寬度的這樣的可變?cè)O(shè)置，可以減少錯(cuò)過(guò)心跳分量，并且提高可能出現(xiàn)心跳分量的平均頻帶中的噪聲分量的消除效率?？梢愿鶕?jù)對(duì)無(wú)線傳感器21的檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行頻率分析的結(jié)果中具有峰值的頻率的程度來(lái)確定心率的程度。

然而，當(dāng)用戶的身體運(yùn)動(dòng)發(fā)生時(shí)，由于源于身體運(yùn)動(dòng)的信號(hào)分量變大，所以基于源于身體運(yùn)動(dòng)的信號(hào)分量的峰值容易被檢測(cè)為心跳分量的峰值，所以錯(cuò)誤檢測(cè)的概率變高。

例如，隨著無(wú)線傳感器21與用戶之間的距離變化增加，由無(wú)線傳感器21檢測(cè)到的檢測(cè)信號(hào)的幅度趨于增加。同時(shí)，隨著距離變化的速度增加，檢測(cè)信號(hào)的頻率趨于增加。

因此，在對(duì)無(wú)線傳感器21的檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行頻率分析的結(jié)果中，大于心跳分量的源于身體運(yùn)動(dòng)的信號(hào)分量容易出現(xiàn)在心跳出現(xiàn)頻帶中。因此，源于身體運(yùn)動(dòng)的信號(hào)分量的峰值，換言之，待檢測(cè)的心跳分量的噪聲分量的峰值被錯(cuò)誤地檢測(cè)為心跳分量。

當(dāng)發(fā)生這樣的錯(cuò)誤檢測(cè)時(shí)，基于噪聲分量的頻率來(lái)設(shè)置bpf的通帶寬度。因此，心跳分量缺失或者噪聲分量的消除可能不足。因此，心率的檢測(cè)精度將降低。

可以例如通過(guò)下述方法防止或抑制心率的檢測(cè)精度的降低：通過(guò)使用與無(wú)線傳感器21不同的裝置來(lái)估計(jì)用戶的心率以基于所估計(jì)的心率來(lái)設(shè)置并且控制bpf的濾波器特性。

適用于估計(jì)用戶的心率的不同手段的示例是例如基于用戶的身體運(yùn)動(dòng)來(lái)估計(jì)用戶的心率?？梢酝ㄟ^(guò)慣性傳感器22檢測(cè)用戶的身體運(yùn)動(dòng)。

例如，與身體運(yùn)動(dòng)的幅度和速度對(duì)應(yīng)的變化出現(xiàn)在慣性傳感器22的檢測(cè)信號(hào)中。隨著身體運(yùn)動(dòng)的幅度和身體運(yùn)動(dòng)的速度增加，用戶的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度增加。此外，隨著運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度增加，用戶的心率趨于增加。

因此，可以基于慣性傳感器22的檢測(cè)信號(hào)來(lái)估計(jì)用戶的心率。因此，在本實(shí)施方式中，基于慣性傳感器22的檢測(cè)信號(hào)來(lái)估計(jì)用戶的心率，并且根據(jù)估計(jì)的心率來(lái)自適應(yīng)地控制應(yīng)用于無(wú)線傳感器21的檢測(cè)信號(hào)的bpf的濾波器特性。由此，可以提高心跳出現(xiàn)頻帶中的心跳信號(hào)的檢測(cè)精度。

然而，在基于慣性傳感器值的心率的估計(jì)時(shí)間(或估計(jì)時(shí)段)與出現(xiàn)在無(wú)線傳感器值中的心跳分量的出現(xiàn)時(shí)間(或出現(xiàn)時(shí)段)之間可能發(fā)生失配。這種失配將主要發(fā)生于用戶的運(yùn)動(dòng)或活動(dòng)的開(kāi)始。

例如，如圖6所示，用戶的心率隨運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度開(kāi)始增加的時(shí)間往往延遲于在用戶開(kāi)始活動(dòng)或運(yùn)動(dòng)之后運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度達(dá)到預(yù)定強(qiáng)度的時(shí)間。

在圖6中，附圖標(biāo)記a指示基于慣性傳感器值所估計(jì)的用戶的心率(估計(jì)值)的時(shí)間變化的示例。附圖標(biāo)記b指示基于無(wú)線傳感器值所檢測(cè)的同一用戶的心率(實(shí)際測(cè)量值)的時(shí)間變化的示例。此外，附圖標(biāo)記c表示同一用戶的met值的時(shí)間變化的示例(在下面描述)。met值用于運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度的指數(shù)。

因此，即使當(dāng)在基于慣性傳感器值的估計(jì)的心率時(shí)間處將bpf應(yīng)用于無(wú)線傳感器值時(shí)，心跳分量的檢測(cè)精度或噪聲分量的消除能力也會(huì)由于上述時(shí)間不匹配而暫時(shí)減小。

由于上述原因，在本實(shí)施方式中，例如，相對(duì)于基于慣性傳感器值對(duì)心率進(jìn)行估計(jì)的時(shí)間延遲將bpf應(yīng)用于無(wú)線傳感器值的時(shí)間。作為非限制性示例，可以將延遲時(shí)間靜態(tài)地或動(dòng)態(tài)地設(shè)置為從幾秒到幾十秒的范圍。在動(dòng)態(tài)設(shè)定延遲時(shí)間的情況下，當(dāng)慣性傳感器值指示運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度從高狀態(tài)變?yōu)榈蜖顟B(tài)時(shí)，延遲時(shí)間可以被設(shè)置為例如逐漸或逐步縮短。

圖7示出了基于慣性傳感器值估計(jì)的心率(估計(jì)值)a的信號(hào)波形相對(duì)于基于圖6中的無(wú)線傳感器值檢測(cè)的心率(實(shí)際測(cè)量值)b的信號(hào)波形延遲了20秒的示例。20秒延遲可以使心率的估計(jì)值a接近心率的實(shí)際測(cè)量值b。

根據(jù)上述bpf濾波器特性的控制和用于bpf濾波器的應(yīng)用的時(shí)間延遲處理，即使在用戶的運(yùn)動(dòng)或活動(dòng)期間源自身體運(yùn)動(dòng)的噪聲分量與在休息期間相比可能被較多地包括在無(wú)線傳感器21的檢測(cè)信號(hào)中的情況下仍可以精確地測(cè)量用戶的心率。

由于提高了用戶的心率的測(cè)量精度，所以例如還可以提高用于控制用戶所處的空間環(huán)境的精度和效率。

基于慣性傳感器值的bpf帶寬的控制可以是非必要的。例如，通過(guò)執(zhí)行延遲bpf被應(yīng)用于無(wú)線傳感器值的時(shí)間的延遲控制，而不基于慣性傳感器值來(lái)執(zhí)行bpf帶寬的控制，預(yù)計(jì)提高了心率的測(cè)量精度。

(操作示例)

將描述根據(jù)本實(shí)施方式的傳感器系統(tǒng)1的一些操作示例。在下面描述的示例中，由信息處理設(shè)備3對(duì)生命傳感器2的無(wú)線傳感器值和慣性傳感器值進(jìn)行處理。然而，下面描述的相同處理可以由生命傳感器2(例如，處理器23)來(lái)執(zhí)行。

(第一示例)

圖8是示出了根據(jù)第一示例的傳感器系統(tǒng)1的操作示例的流程圖。如圖8所示，信息處理設(shè)備3從傳感器單元2接收無(wú)線傳感器值和慣性傳感器值(處理p11和p21)。

例如，響應(yīng)于接收到慣性傳感器值，信息處理設(shè)備3的處理器31基于慣性傳感器值來(lái)估計(jì)用戶的心率(處理p22)。圖9和圖10示出了心率估計(jì)處理的第一方面，以及圖11至圖13示出了心率估計(jì)處理的第二方面。

(心率估計(jì)處理的第一方面)

如圖9所示，處理器31可以基于慣性傳感器值來(lái)計(jì)算用戶每單位時(shí)間(例如，在一秒期間)的步數(shù)(其可以被稱為“步行步頻”)(處理p221)。與一般的計(jì)步器相類(lèi)似，例如，可以通過(guò)在處理器31中對(duì)慣性傳感器值超過(guò)閾值的次數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)來(lái)獲得步數(shù)。

這里，可以通過(guò)關(guān)系式將步行步頻和心率聯(lián)系起來(lái)。例如，可以通過(guò)對(duì)多個(gè)實(shí)際測(cè)量值執(zhí)行曲線擬合來(lái)示例性地導(dǎo)出該關(guān)系式。

步行步頻和心率的關(guān)系式的非限制性示例可以通過(guò)如圖10所示的以下多項(xiàng)式等式(1)來(lái)表達(dá)。

y＝8e-05x³-0.0011x²-0.0855x+61.597...(1)

在圖10中，橫軸“x”指示步行步頻[步數(shù)/秒]，并且縱軸“y”指示每單位時(shí)間(例如，一分鐘)的心率[每分鐘心跳數(shù)，bpm]。此外，“8e-05”表示“8×10^-5”。

處理器31可以基于在處理p221中計(jì)算的步行步頻通過(guò)計(jì)算等式(1)來(lái)計(jì)算心率(圖9中的處理p224)。出于描述的目的，計(jì)算的心率可以被稱為“估計(jì)心率”。

例如，圖10所示的關(guān)系可以以表格格式通過(guò)數(shù)據(jù)表達(dá)(其可以被稱為“表格數(shù)據(jù)”)。例如，表格數(shù)據(jù)可以存儲(chǔ)在信息處理裝置3的存儲(chǔ)器32或存儲(chǔ)裝置33(參見(jiàn)圖4)中。處理器31可以參考表格數(shù)據(jù)而不執(zhí)行算術(shù)處理來(lái)確定針對(duì)步行步頻的估計(jì)心率。

(心率估計(jì)處理的第二方面)

接下來(lái)，將參考圖11至圖13描述圖8中的心率估計(jì)處理(p22)的第二方面。在上述第一方面中，基于用戶的步行步頻來(lái)計(jì)算心率。相反地，可以基于第二方面中的用戶的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度來(lái)計(jì)算心率。

如圖11所示，處理器31可以以與第一方面類(lèi)似的方式(參見(jiàn)圖9)基于無(wú)線傳感器值計(jì)算用戶的步行步頻(處理p221)。

處理器31可以根據(jù)計(jì)算出的步行步頻來(lái)計(jì)算基于步行步頻的步行速度(處理p222)。

在這點(diǎn)上，可以通過(guò)關(guān)系式來(lái)將步行步頻和步行速度聯(lián)系起來(lái)。可以通過(guò)對(duì)多個(gè)實(shí)際測(cè)量值執(zhí)行曲線擬合來(lái)導(dǎo)出該關(guān)系式。

步行步頻和步行速度的關(guān)系式的非限制性示例可以通過(guò)以下如圖12所示的多項(xiàng)式等式(2)來(lái)表示。

y＝1e-05x³-0.0014x²+0.0725x-0.0119...(2)

在圖12中，橫軸“x”表示步行步頻[步數(shù)/秒]，并且縱軸“y”表示每單位時(shí)間(示例性地，1小時(shí))的步行速度[km/h]。此外，“1e-05”表示“1x10^-5”。

隨著每單位時(shí)間的步行距離增加，每步的步長(zhǎng)距離和步數(shù)也趨于增加。例如，當(dāng)用戶每分鐘步行70m(＝每小時(shí)4.2km)時(shí)，步長(zhǎng)＝身高×0.37是適用的；當(dāng)用戶每分鐘步行90m(＝每小時(shí)5.4km)時(shí)，步長(zhǎng)＝身高×0.45是適用的；以及當(dāng)用戶每分鐘步行110m(＝每小時(shí)6.6km)時(shí)，步長(zhǎng)＝身高×0.5是適用的。因此，可以基于上述步長(zhǎng)和步行步頻來(lái)近似計(jì)算與每單位時(shí)間的步行距離相對(duì)應(yīng)的步行速度。

處理器31可以基于處理p221中計(jì)算的步行步頻通過(guò)計(jì)算等式(2)來(lái)計(jì)算步行速度。

例如，圖10所示的關(guān)系可以由與圖8所示的關(guān)系類(lèi)似的表格數(shù)據(jù)來(lái)表達(dá)，并且可以被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器32或存儲(chǔ)裝置33(參見(jiàn)圖4)中。處理器31可以參考表格數(shù)據(jù)而不執(zhí)行算術(shù)處理來(lái)確定針對(duì)步行步頻的步行速率。

響應(yīng)于步行速度的計(jì)算，處理器31可以基于計(jì)算出的步行速度來(lái)計(jì)算用戶的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度(圖11中的處理p223)。運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度是指示人的活動(dòng)量的指標(biāo)值，并且可以由met值來(lái)表示。

met是“代謝當(dāng)量”的縮寫(xiě)。met值可以是以下數(shù)值：其表示在人活動(dòng)期間的代謝率(或卡路里消耗量)相對(duì)于在休息期間的代謝率的相對(duì)值(例如，倍數(shù)值)的數(shù)值。將met值與人的每個(gè)活動(dòng)相關(guān)聯(lián)的表格被稱為“met表格”。例如，met表格由國(guó)家健康和營(yíng)養(yǎng)研究所公布。

圖13示出了步行速度與met值之間的關(guān)系的示例。步行速度＝0[km/h]與met值＝1相關(guān)聯(lián)，并且與在休息期間的參考運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度相對(duì)應(yīng)。如圖13所示，隨著步行速度增加，met值也增加。

例如，在步行速度＝2.5[km/h]的情況下，met值是參考met值(＝1)的三倍。在步行速度＝4[km/h]的情況下，met值是參考met值的五倍。

例如，當(dāng)確定出met值時(shí)，可以基于用戶的年齡和在休息期間的心率來(lái)確定當(dāng)前心率。例如，可以通過(guò)以下等式(3)來(lái)表示met值。

met值＝(心率－在休息期間的心率)/(最大心率－在休息期間的心率)×10...(3)

等式(3)中的“最大心率”可以被計(jì)算為“220-年齡”的簡(jiǎn)化式。

因此，處理器31可以通過(guò)計(jì)算等式(3)基于met值來(lái)計(jì)算當(dāng)前心率(圖11中的處理p224)。換言之，即使當(dāng)難以在用戶的運(yùn)動(dòng)或活動(dòng)期間準(zhǔn)確地檢測(cè)心率時(shí)，仍可以通過(guò)計(jì)算等式(3)以基于met值來(lái)估計(jì)心率。

如圖8所示，當(dāng)通過(guò)上述心率估計(jì)處理的第一方面或第二方面來(lái)計(jì)算估計(jì)心率時(shí)，處理器31可以確定應(yīng)用于與估計(jì)的心率對(duì)應(yīng)的無(wú)線傳感器值的bpf的濾波器特性(處理p23)。在下文中，bpf的濾波器特性可以被簡(jiǎn)寫(xiě)為“bpf特性”。

例如，處理器31可以將估計(jì)的心率轉(zhuǎn)換為頻率，并且將轉(zhuǎn)換的頻率設(shè)置為要應(yīng)用于無(wú)線傳感器值的bpf的中心頻率。例如，通過(guò)將心率除以60(秒)，可以將心率轉(zhuǎn)換為頻率。此外，當(dāng)估計(jì)的心率較高時(shí)，處理器31可以對(duì)bpf設(shè)置較窄的帶寬。下面將描述bpf特性的詳細(xì)確定示例。

處理器31可以在延遲了上述延遲時(shí)間的時(shí)間處將具有確定的bpf特性的bpf應(yīng)用于在處理p11中接收的無(wú)線傳感器值(處理p24)，以對(duì)無(wú)線傳感器值進(jìn)行濾波(處理p12)。根據(jù)濾波，從無(wú)線傳感器值中去除源于身體運(yùn)動(dòng)的噪聲分量。

處理器31可以從已濾波的無(wú)線傳感器值中檢測(cè)指示與心跳相對(duì)應(yīng)的區(qū)別性變化的心跳分量作為“特征點(diǎn)”(處理p13)。例如，“特征點(diǎn)”可以是在已濾波的無(wú)線傳感器值的信號(hào)波形中一階導(dǎo)數(shù)變?yōu)榱愕狞c(diǎn)。

響應(yīng)于檢測(cè)到“特征點(diǎn)”，處理器31可以通過(guò)計(jì)算特征點(diǎn)處的時(shí)間間隔(例如，“秒”)并用計(jì)算出的時(shí)間間隔除一分鐘(＝60秒)來(lái)計(jì)算每分鐘的心率(處理p14)。

計(jì)算出的心率可以被用作控制生命傳感器2的用戶所處的空間環(huán)境(處理p15)的參數(shù)。此外，如圖6中的虛線所示，可選地，可以將計(jì)算出的心率的信息輸出至諸如顯示器或打印機(jī)的輸出裝置(處理p16)。

可以將在處理p23中確定的bpf特性的信息以及在處理p13中檢測(cè)到的特征點(diǎn)的信息可選地輸出至如顯示器或打印機(jī)的輸出裝置。在這種情況下，例如，可以檢查bpf特性的設(shè)置狀態(tài)和設(shè)置是否適當(dāng)。

如上所述，根據(jù)第一示例，根據(jù)基于慣性傳感器值所估計(jì)的心率的估計(jì)時(shí)間延遲將bpf應(yīng)用于無(wú)線傳感器值的時(shí)間。因此，即使當(dāng)在無(wú)線傳感器值中出現(xiàn)對(duì)于慣性傳感器值中出現(xiàn)的變化遲到的心跳分量時(shí)，仍可以減少錯(cuò)過(guò)心跳分量。

此外，根據(jù)與基于慣性傳感器值估計(jì)的心率對(duì)應(yīng)的頻率來(lái)控制應(yīng)用于無(wú)線傳感器值的bpf特性。因此，可以有效地去除出現(xiàn)在心跳出現(xiàn)頻帶中的噪聲分量。

此外，通過(guò)根據(jù)與基于慣性傳感器值估計(jì)的心率相關(guān)聯(lián)的頻率來(lái)控制應(yīng)用于無(wú)線傳感器值的bpf特性，可以高效地消除出現(xiàn)在心跳出現(xiàn)頻帶中的噪聲分量。

因此，可以基于無(wú)線傳感器值來(lái)提高心跳信號(hào)的檢測(cè)精度。例如，可以提高對(duì)1.5hz至4.0hz的頻帶中的心跳信號(hào)的檢測(cè)精度，該頻帶被認(rèn)為容易受到0.8hz至4.0hz的頻帶(其是心跳出現(xiàn)頻帶的示例)內(nèi)的源于身體運(yùn)動(dòng)的噪聲分量的影響。

在圖8的示例中，在bpf特性的確定處理p23之后執(zhí)行延遲處理p24。然而，可以在bpf特性的確定處理p23之前的處理之一中執(zhí)行延遲處理。例如，可以延遲基于慣性傳感器值估計(jì)心率的處理，或者可以延遲基于估計(jì)的心率確定bpf特性的處理?？商孢x地，通過(guò)分布式地延遲多個(gè)處理，可以實(shí)現(xiàn)等于延遲處理p24中的延遲時(shí)間的延遲時(shí)間。

(第二示例)

在第一示例中，基于估計(jì)的心率而不依賴于基于慣性傳感器值來(lái)估計(jì)心率的程度來(lái)確定bpf特性。然而，可以基于無(wú)線傳感器值而不依賴于根據(jù)估計(jì)的心率的慣性傳感器值來(lái)確定bpf特性。

例如，當(dāng)基于慣性傳感器值估計(jì)的心率較高時(shí)，作為與估計(jì)的心率對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度的指標(biāo)的met值也趨于較高。因此，當(dāng)估計(jì)的心率或met值等于或大于閾值時(shí)，可以如第一示例中基于根據(jù)慣性傳感器值估計(jì)的心率來(lái)確定bpf特性。

當(dāng)估計(jì)的心率較高時(shí)，換言之，當(dāng)met值較高時(shí)，可以認(rèn)為源于身體運(yùn)動(dòng)的噪聲分量將容易地混入無(wú)線傳感器值的心跳出現(xiàn)頻帶中。

相比之下，當(dāng)基于慣性傳感器值估計(jì)的心率或met值小于閾值時(shí)，即使基于無(wú)線傳感器值來(lái)確定bpf特性，仍然可以充分去除源于身體運(yùn)動(dòng)的噪聲分量。

換言之，當(dāng)基于慣性傳感器值估計(jì)的心率或met值小于閾值時(shí)，可以認(rèn)為由于源于身體運(yùn)動(dòng)的噪聲分量而將會(huì)對(duì)心跳分量的檢測(cè)有些許影響。

因此，在第二示例中，如圖14所示，可以根據(jù)針對(duì)估計(jì)的心率(或met值)的閾值的確定(處理p22a)來(lái)控制慣性傳感器值和無(wú)線傳感器值中的哪一個(gè)被用于確定bpf特性。

例如，當(dāng)估計(jì)的心率(或met值)等于或大于閾值(在處理p22a中為“是”)時(shí)，信息處理設(shè)備3的處理器31可以以與第一示例類(lèi)似的方式基于與基于慣性傳感器估計(jì)的心率對(duì)應(yīng)的頻率來(lái)確定bpf特性(處理p23)。出于描述的目的，與心率相對(duì)應(yīng)的頻率可以被稱為“心跳頻率”。

另外，處理器31可以以與第一示例類(lèi)似的方式延遲將具有確定的bpf特性的bpf應(yīng)用于無(wú)線傳感器值的時(shí)間(處理p24)。

同時(shí)，當(dāng)估計(jì)的心率(或met值)小于閾值(在處理p22a中為“否”)時(shí)，處理器31可以基于無(wú)線傳感器值來(lái)檢測(cè)心率，并且基于檢測(cè)到的心跳頻率來(lái)確定bpf特性(處理p31和p32)。

頻率分析(處理p31)可以被用于從無(wú)線傳感器值檢測(cè)心率?？焖俑盗⑷~變換(fft)或離散傅里葉變換(dft)適用于頻率分析。

通過(guò)fft或dft將無(wú)線傳感器值從時(shí)域信號(hào)轉(zhuǎn)換成頻域信號(hào)(出于描述的目的，頻域信號(hào)可以被稱為“頻率信號(hào)”)。

例如，處理器31可以檢測(cè)在無(wú)線傳感器值的頻率信號(hào)中具有峰值的頻率(這種頻率可以被稱為“峰值頻率”)作為上述“特征點(diǎn)”。峰值頻率是指示與心跳相對(duì)應(yīng)的區(qū)別性變化的頻率分量的示例。

處理器31可以基于檢測(cè)到的峰值頻率來(lái)確定bpf特性(處理p32)。例如，處理器31可以將以下bpf特性確定為要應(yīng)用于無(wú)線傳感器值的bpf特性：在中心頻率處具有峰值頻率，并且當(dāng)峰值頻率較高時(shí)帶寬較窄(或者當(dāng)峰值頻率較低時(shí)帶寬較寬)。

可以將在處理p11中由信息處理設(shè)備3接收的無(wú)線傳感器值存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器32或存儲(chǔ)裝置33中，以便為上述頻率分析處理(p31)做準(zhǔn)備。示例性地，可以在處理p12a中由處理器31讀取存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器32或存儲(chǔ)裝置33中的無(wú)線傳感器值，并且對(duì)無(wú)線傳感器值應(yīng)用具有在處理p23或p32中確定的bpf特性的bpf。

在處理p12a之后由處理器31執(zhí)行的特征點(diǎn)檢測(cè)處理(p13)、心率計(jì)算處理(p14)、空間環(huán)境控制(p15)和確定結(jié)果輸出(p16)可以與第一示例中的那些相同。

如上所述，根據(jù)第二示例，獲得與第一示例中相同的功能和效果。另外，當(dāng)慣性傳感器值指示可以認(rèn)為由于源于身體運(yùn)動(dòng)的噪聲分量而對(duì)心跳分量的檢測(cè)有些許影響時(shí)，基于無(wú)線傳感器值來(lái)控制bpf特性。

因此，可以提高對(duì)0.8hz至1.5hz的頻帶中的心跳信號(hào)的檢測(cè)精度，其中可以認(rèn)為在0.8hz至4.0hz的頻帶(其是心跳出現(xiàn)頻帶的示例)內(nèi)由于源于身體運(yùn)動(dòng)的噪聲分量而有些許影響。

可以在bpf特性的確定處理p23之前執(zhí)行圖14中的延遲處理p24。換言之，可以延遲基于估計(jì)的心率來(lái)確定bpf特性的處理。

(bpf特性的確定示例)

接下來(lái)，將參照?qǐng)D5以及圖15至圖24來(lái)描述確定(或設(shè)置)上述bpf特性的處理(例如，圖8和圖14中的處理p23以及圖14中的處理p12a)的詳細(xì)示例。

下面描述的bpf特性的確定示例可以與上述第一示例和第二示例相同。然而，在下面的描述中，“參考心率”與在第一示例中基于慣性傳感器值估計(jì)的心率相對(duì)應(yīng)，并且與在第二示例中基于慣性傳感器值或無(wú)線傳感器值估計(jì)的心率相對(duì)應(yīng)。

例如，在第二示例中，“參考心率”當(dāng)在圖14的閾值確定處理p22a中確定為“是”時(shí)與基于慣性傳感器值估計(jì)的心率相對(duì)應(yīng)。同時(shí)，“參考心率”當(dāng)在處理p22a中確定為“否”時(shí)與基于無(wú)線傳感器值檢測(cè)的心率相對(duì)應(yīng)。

如上所述，圖5示出了每單位時(shí)間的心率與每次心跳的時(shí)間長(zhǎng)度的變化之間的關(guān)系。附圖標(biāo)記122表示心率的測(cè)量數(shù)據(jù)(x(n),x(n+1))，并且直線124表示每個(gè)測(cè)量數(shù)據(jù)122的中值。

示例性地，例如，表示中值124的直線是根據(jù)最小二乘法計(jì)算的每個(gè)測(cè)量數(shù)據(jù)122的直線，并且假設(shè)表示為ax(n)+bx(n+1)+c＝0。在這點(diǎn)上，系數(shù)a、b和c是實(shí)數(shù)。

在此，可以由以下等式(4)來(lái)表示從每個(gè)測(cè)量數(shù)據(jù)122(x(n),x(n+1))到直線124繪制的垂直線的長(zhǎng)度d。

假設(shè)具有長(zhǎng)度d的最大值的測(cè)量點(diǎn)是由坐標(biāo)(x(m),x(m+1))表示的最大距離點(diǎn)126。“m”表示滿足m≦n的正整數(shù)。

例如，在心跳頻率＝2hz的情況下，通過(guò)最大距離點(diǎn)126和與“-0.1hz”相對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)(在圖5的示例中為坐標(biāo)(120,114))的直線表示帶寬的下限。

例如，表示帶寬的上限的直線與通過(guò)點(diǎn)(120，126)和具有與任何頻率處的帶寬的下限相同的寬度的點(diǎn)的直線相對(duì)應(yīng)。在心跳頻率＝2hz的情況下的帶寬可以參照?qǐng)D5中的測(cè)量數(shù)據(jù)122的心率x(n)＝120處的下一心跳的最大值和最小值來(lái)確定。

接下來(lái)，圖15是示出了bpf特性的設(shè)置示例的圖。圖15示出了通過(guò)在預(yù)設(shè)等式中代入?yún)⒖夹穆视?jì)算的bpf的頻帶的上限和下限的示例。

在圖15中，橫軸表示參考心率[hz]，并且縱軸表示與帶寬的上限和下限相對(duì)應(yīng)的心率[hz]。在圖15中，由頻帶上限值132來(lái)表示帶寬的上限，由頻帶下限值134來(lái)表示帶寬的下限。圖15示出了在某些參考心率處的帶寬的上限值和下限值。

例如，可以通過(guò)基于圖5中所示的最大距離點(diǎn)126以及基于測(cè)量數(shù)據(jù)122確定的參考坐標(biāo)(120，126)和(120，114)的內(nèi)插或外推來(lái)確定上述“預(yù)設(shè)等式”。

接下來(lái)，圖16是示出了bpf的通帶的示例的圖。在圖16中，橫軸表示bpf的中心頻率，并且縱軸表示bpf的帶寬。此外，在圖16中，固定最小心跳141或可變最小心跳144表示當(dāng)采用與給定中心頻率相對(duì)應(yīng)的帶寬時(shí)與頻帶的下限相對(duì)應(yīng)的心率。

此外，在圖16中，固定最大心跳142或可變最大心跳145表示當(dāng)采用與給定中心頻率相對(duì)應(yīng)的帶寬時(shí)與頻帶的下限相對(duì)應(yīng)的心率。

在本實(shí)施方式中，與bpf的帶寬可變的情況相比，固定最小心跳141和固定最大心跳142是帶寬根據(jù)心率不改變的情況的比較示例。

例如，根據(jù)可變最小心跳144和可變最大心跳145，bpf的帶寬與由心率＝1hz附近的附圖標(biāo)記148所表示的帶寬相對(duì)應(yīng)，并且與由心率＝4hz附近的附圖標(biāo)記149所表示的帶寬相對(duì)應(yīng)，由附圖標(biāo)記149所表示的帶寬比帶寬148窄。因此，將較寬的帶寬148設(shè)置在較低的心率處，將較窄的帶寬149設(shè)置在較高的心率處。

圖17是示出了bpf帶寬的設(shè)置示例的圖。在圖17中，橫軸表示中心頻率，并且縱軸表示帶寬。在圖17中，直線152表示相對(duì)于中心頻率的帶寬的設(shè)置值的示例。例如，在參照?qǐng)D5和圖16描述的示例中，可以將帶寬152設(shè)置成響應(yīng)于中心頻率的增加而線性減小。

中心頻率與帶寬之間的關(guān)系足以具有當(dāng)中心頻率變低時(shí)帶寬變寬的關(guān)系，并且無(wú)需由直線表示的關(guān)系。例如，如圖17中的附圖標(biāo)記154所示，可以將帶寬設(shè)置成使得帶寬相對(duì)于中心頻率逐步改變。例如，可以通過(guò)使用基于實(shí)際測(cè)量值確定的給定兩個(gè)或更多個(gè)點(diǎn)的單調(diào)增加的一個(gè)或更多個(gè)適當(dāng)函數(shù)的內(nèi)插和外推來(lái)確定帶寬與中心頻率之間的關(guān)系。

接下來(lái)，圖18至圖21是示出了帶寬的其他設(shè)置示例的圖。圖18和圖19是示出了心率分布的示例的圖，并且圖20和圖21是示出了心率統(tǒng)計(jì)處理的示例的圖。在圖18和圖19中，橫軸表示時(shí)間，該時(shí)間表示在給定時(shí)間點(diǎn)處的心跳間隔與下一個(gè)心跳間隔的差，并且縱軸表示測(cè)量次數(shù)。

圖18示出了心率接近55至60的心率分布，并且圖19示出了心率接近75至80的心率分布。在圖18與圖19之間進(jìn)行比較，在心率接近55至60處的測(cè)量數(shù)據(jù)項(xiàng)比在心率接近75至80處的更集中在縱軸附近，并且心率變化較小。例如，用于統(tǒng)計(jì)處理的測(cè)量數(shù)據(jù)可以是通過(guò)心電圖儀測(cè)量的數(shù)據(jù)，心電圖儀通過(guò)將電極放置成與生物體接觸來(lái)測(cè)量心跳。

圖20和圖21示出了在心率接近60和心率接近120處的實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)處理的示例。在圖20和圖21所示的統(tǒng)計(jì)處理的示例中，計(jì)算532項(xiàng)數(shù)據(jù)的概率分布，并且計(jì)算bpf的帶寬，使得測(cè)量數(shù)據(jù)在特定概率或更高的概率的范圍內(nèi)。

在圖20的統(tǒng)計(jì)處理的示例中，通過(guò)確定出所計(jì)算的概率分布為8σ的范圍以及在心率接近60處的cp值＝1.33，帶寬為±0.165hz。在此，σ表示標(biāo)準(zhǔn)偏差，并且“cp”表示“處理能力”。在cp值＝2.16的情況下，設(shè)置在心率接近120處與該帶寬相同的帶寬。

類(lèi)似地，在圖21的統(tǒng)計(jì)處理的示例中，通過(guò)確定出所計(jì)算的概率分布的8σ的范圍以及在心率接近120處的cp值＝1.33，帶寬為±0.1015hz。在cp值＝0.82的情況下，設(shè)置在心率接近60處與該帶寬相同的帶寬。

如上所述執(zhí)行實(shí)際測(cè)量值的統(tǒng)計(jì)處理，并且設(shè)置使得能夠以給定概率或更高的概率進(jìn)行數(shù)據(jù)檢測(cè)的bpf的帶寬。在這種情況下，可以基于給定的兩個(gè)點(diǎn)來(lái)線性確定帶寬與和參考心率相對(duì)應(yīng)的中心頻率之間的關(guān)系，或者可以通過(guò)對(duì)較短間隔的中心頻率執(zhí)行上述統(tǒng)計(jì)處理以通過(guò)內(nèi)插來(lái)確定帶寬與中心頻率之間的關(guān)系。

可替選地，當(dāng)確定出給定的兩個(gè)或更多個(gè)點(diǎn)時(shí)，可以通過(guò)使用基于每個(gè)點(diǎn)的單調(diào)增加的一個(gè)或更多個(gè)適當(dāng)函數(shù)以通過(guò)內(nèi)插和外推來(lái)確定帶寬與中心頻率之間的關(guān)系，或者可以將帶寬與中心頻率之間的關(guān)系設(shè)置成使得帶寬相對(duì)于中心頻率逐步改變。

圖22和圖23是示出了帶寬的設(shè)置示例的圖。在圖22和圖23中，橫軸表示頻率[hz]，并且縱軸表示增益[db]。在圖22和圖23中，例如，心跳出現(xiàn)頻帶162為0.8hz至4.0hz。

根據(jù)圖22所示的無(wú)線傳感器值的頻率分析結(jié)果(例如，fft結(jié)果)160，在心跳出現(xiàn)頻帶162中存在由附圖標(biāo)記163表示的峰值增益。例如，將與峰值增益163相對(duì)應(yīng)的頻率設(shè)置為bpf的中心頻率，并且將由附圖標(biāo)記164表示的帶寬設(shè)置為bpf的帶寬。

同時(shí)，根據(jù)圖23所示的fft結(jié)果165，在心跳出現(xiàn)頻帶162中存在由附圖標(biāo)記168表示的峰值增益。將與峰值增益168相對(duì)應(yīng)的頻率設(shè)置為bpf的中心頻率。

在此，由于與峰值增益168相對(duì)應(yīng)的中心頻率高于與圖22中的峰值增益163相對(duì)應(yīng)的頻率，因此，將比圖22中的帶寬164窄的帶寬166設(shè)置為bpf的帶寬。

以這種方式，可以將bpf的中心頻率設(shè)置為與參考心率相對(duì)應(yīng)的頻率，并且根據(jù)中心頻率的程度來(lái)自適應(yīng)地控制帶寬。因此，可以高效地去除出現(xiàn)在心跳出現(xiàn)頻帶中的噪聲分量。

換言之，通過(guò)使用以下bpf，可以在不依賴于心率的程度的情況下高效地去除心跳出現(xiàn)頻帶中的不必要的信號(hào)分量：所述bpf根據(jù)生物體的心跳特性具有可變中心頻率和可變帶寬。因此，可以提高對(duì)心跳出現(xiàn)頻帶中的心跳信號(hào)的檢測(cè)精度。

圖24是示出了帶寬信息的示例的圖。例如，可以將圖24中所示的帶寬信息170存儲(chǔ)在信息處理設(shè)備3的存儲(chǔ)器32或存儲(chǔ)裝置33中。作為非限制性示例，帶寬信息170可以包括參考心率信息171、bpf寬度下限信息172和bpf寬度上限信息173。

信息處理設(shè)備3的處理器31適用于參考帶寬信息170來(lái)確定并設(shè)置與參考心率相對(duì)應(yīng)的bpf的頻帶。

(其他)

在包括各種示例的上述實(shí)施方式中，諸如多普勒傳感器的無(wú)線傳感器被用作心跳傳感器21的示例。然而，例如，心跳傳感器21可以是諸如光學(xué)測(cè)量血流變化的傳感器例如耳夾式傳感器。

即使當(dāng)血流量由于身體運(yùn)動(dòng)而變化、源于身體運(yùn)動(dòng)的信號(hào)分量作為噪聲分量混入傳感器檢測(cè)信號(hào)中時(shí)，仍然可以通過(guò)控制上述可變bpf特性來(lái)高效地去除噪聲分量。

在光學(xué)測(cè)量血流變化的心跳傳感器21的情況下，根據(jù)來(lái)自外部血流的外部光混入反射光中，即使當(dāng)噪聲分量混入傳感器檢測(cè)信號(hào)中時(shí)，仍然通過(guò)控制上述可變bpf特性來(lái)去除噪聲分量。

此外，心跳傳感器21可以是測(cè)量心肌的電位變化或聲音變化的心電圖儀或心音圖儀。根據(jù)用戶的肌肉由于身體運(yùn)動(dòng)而移動(dòng)，即使當(dāng)源于身體運(yùn)動(dòng)的信號(hào)分量作為噪聲分量混入傳感器檢測(cè)信號(hào)中時(shí)，仍然可以通過(guò)控制上述可變bpf特性來(lái)高效地去除噪聲分量。

此外，在包括各種示例的上述實(shí)施方式中，心跳傳感器21和慣性傳感器22被集成在傳感器單元2中。然而，只要心跳傳感器21和慣性傳感器22附接至同一用戶，則心跳傳感器21和慣性傳感器22可以設(shè)置在單獨(dú)的單元中。換言之，只要感測(cè)目標(biāo)是同一用戶，則心跳傳感器21和慣性傳感器22是集成還是設(shè)置在單獨(dú)的單元中是無(wú)關(guān)緊要的。

當(dāng)心跳傳感器21和慣性傳感器22集成在傳感器單元2中時(shí)，可以省略單獨(dú)地管理心跳傳感器21和慣性傳感器22或者將心跳傳感器21和慣性傳感器22附接至用戶的工作。因此，可以提高用戶友好性和方便性。此外，可以防止或抑制心跳傳感器21和慣性傳感器22中之一沒(méi)有被附接或丟失。同時(shí)，當(dāng)心跳傳感器21和慣性傳感器22被設(shè)置在單獨(dú)的單元中時(shí)，可以單獨(dú)地調(diào)節(jié)用于用戶的各個(gè)傳感器21和22的附接位置。因此，預(yù)計(jì)提高了附接位置的自由度。