cessor, DSP)或其他可用以進(jìn)行信號(hào)處理的處理裝置，并可利用軟體、硬體或韌體的方式實(shí)現(xiàn)其運(yùn)算功能。所述處理單元14可用以根據(jù)所述加速度信號(hào)Sa消除所述光體積變化信號(hào)Sp中，由于所述光體積測量裝置10的感測區(qū)與皮膚表面相對(duì)運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的噪聲。例如，某些實(shí)施例中，所述處理單元14分別轉(zhuǎn)換所述光體積變化信號(hào)Sp和所述加速度信號(hào)Sa為第一頻域信息I1和第二頻域信息I2、根據(jù)所述第二頻域信息I2的最大頻譜峰值決定去噪?yún)?shù)以對(duì)所述第一頻域信息I1去噪以及根據(jù)去噪后第一頻域信息的最大頻譜峰值計(jì)算心跳。
[0051]所述處理單元14的所述轉(zhuǎn)換模組140用以轉(zhuǎn)換所述光體積變化信號(hào)Sp為頻域光體積變化信號(hào)并產(chǎn)生第一組頻率索引值和相關(guān)的第一組頻譜值以作為所述第一頻域信息I1,并轉(zhuǎn)換所述加速度信號(hào)Sa為頻域加速度信號(hào)并產(chǎn)生第二組頻率索引值和相關(guān)的第二組頻譜值以作為所述第二頻域信息12。
[0052]所述處理單元14的所述峰值萃取模組142用以判斷所述第一頻域信息I1和所述第二頻域信息I2中多個(gè)頻譜峰值，并輸出對(duì)應(yīng)所述頻譜峰值的頻率索引值至所述計(jì)算模組1440
[0053]所述處理單元14的所述計(jì)算模組144用以根據(jù)對(duì)應(yīng)所述頻譜峰值的頻率索引值排除所述第一頻域信息I1中的噪聲以計(jì)算心跳(詳述于后)。
[0054]所述心跳追蹤模組146用以對(duì)應(yīng)多個(gè)所述檢測期間記錄所述心跳的變化趨勢(shì)以至于當(dāng)所述計(jì)算模組144無法根據(jù)去噪后第一頻域信息直接計(jì)算心跳時(shí)，還可根據(jù)所述變化趨勢(shì)估測所述心跳(詳述于后)。
[0055]可以了解的是，本實(shí)施例的所述轉(zhuǎn)換模組140、所述峰值萃取模組142、所述計(jì)算模組144和所述心跳追蹤模組146表示所述處理單元14內(nèi)部的功能方塊(funct1nblock)或程式指令(program instruct1n)。可以了解的是,其他實(shí)施例中，所述轉(zhuǎn)換模組140、所述峰值萃取模組142、所述計(jì)算模組144和所述心跳追蹤模組146可以不同的處理單元實(shí)現(xiàn)。必須說明的是，雖然圖1中顯示兩轉(zhuǎn)換模組140和兩峰值萃取模組142，但本發(fā)明不限于此，所述處理單元14可僅包含轉(zhuǎn)換模組140和峰值萃取模組142。
[0056]某些實(shí)施例中，所述心跳檢測模組I可包含表示單元18用以通過聲音或影像的方式表示所述心跳，例如所述表示單元18包含揚(yáng)聲器或顯示器等。此時(shí)所述電源模組還提供所述表示單元18所需的電力。
[0057]某些實(shí)施例中，所述表示單元18不包含在所述心跳檢測模組I之中，例如當(dāng)所述心跳檢測模組I整合在智慧型手環(huán)時(shí)，所述表示單元18可為智慧型手機(jī)的屏幕。此時(shí)，所述心跳檢測模組I通過無線的方式(例如藍(lán)牙、W1-F1、ZigBee或其他無線通訊協(xié)定)從所述智慧型手環(huán)傳送包含心跳信息的信號(hào)至所述智慧型手機(jī)以顯示即時(shí)心跳及其變化趨勢(shì)。
[0058]某些實(shí)施例中，所述表示單元18設(shè)置在連結(jié)云端系統(tǒng)(cloud system)的電腦系統(tǒng)，此時(shí)所述心跳檢測模組I通過無線的方式傳送包含心跳信息的信號(hào)至所述云端系統(tǒng)以供所述云端系統(tǒng)記錄所述心跳。在醫(yī)療應(yīng)用上，醫(yī)護(hù)人員可通過所述電腦系統(tǒng)監(jiān)控所述使用者的心跳。
[0059]可以了解的是，所述心跳檢測模組I所檢測的心跳可作為各種不同應(yīng)用，本發(fā)明在于利用加速度信號(hào)消除光體積變化信號(hào)的信號(hào)噪聲，以提升心跳的計(jì)算準(zhǔn)確率。
[0060]圖3為本發(fā)明實(shí)施例的心跳檢測方法的流程圖，包含下列步驟:以光體積測量裝置在檢測期間檢測皮膚表面以輸出光體積變化信號(hào)(步驟S1J ;以運(yùn)動(dòng)感測裝置相對(duì)所述檢測期間輸出加速度信號(hào)(步驟S11);以處理單元接收所述光體積變化信號(hào)和所述加速度信號(hào)(步驟S12);分別轉(zhuǎn)換所述光體積變化信號(hào)和所述加速度信號(hào)為第一頻域信息和第二頻域信息(步驟S13);根據(jù)所述第二頻域信息的最大頻譜峰值決定去噪?yún)?shù)以對(duì)所述第一頻域信息去噪(步驟S14);以及根據(jù)去噪后第一頻域信息的最大頻譜峰值計(jì)算心跳(步驟S15)。
[0061]請(qǐng)同時(shí)參照?qǐng)D1、3、4A、4B、5A、5B和6，接著說明本實(shí)施例的實(shí)施方式；其中，圖4A和4B分別為本發(fā)明一實(shí)施例的頻域光體積變化信號(hào)的頻譜圖和第一頻域信息的示意圖、圖5A和5B分別為本發(fā)明一實(shí)施例的頻域加速度信號(hào)的頻譜圖和第二頻域信息的示意圖以及圖6為本發(fā)明實(shí)施例的第一頻域信息和第二頻域信息的示意圖?？梢粤私獾氖牵瑘D4A、4B、5A、5B和6僅用以說明，并非用以限定本發(fā)明。
[0062]步驟S1id-S11:首先，心跳檢測模組I的光體積測量裝置10在檢測期間檢測皮膚表面以輸出光體積變化信號(hào)Sp ;同時(shí)，運(yùn)動(dòng)感測裝置12相對(duì)所述檢測期間輸出加速度信號(hào)Sa0為簡化說明，以下說明中的光體積變化信號(hào)Sp和加速度信號(hào)Sa可指經(jīng)過帶通濾波器16濾波后的信號(hào)，而不另行說明。必須說明的是，由于所述加速度信號(hào)Sa主要用以消除所述光體積變化信號(hào)Sp中，因所述光體積測量裝置10的感測區(qū)與皮膚表面相對(duì)運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的噪聲，所述光體積變化信號(hào)Sp和所述加速度信號(hào)Sa較佳相關(guān)于大致相同的檢測期間以致在所述心跳檢測模組I在計(jì)算心跳的同時(shí)可根據(jù)所述加速度信號(hào)Sa的信息對(duì)所述光體積變化信號(hào)Sp的信息進(jìn)行去噪。
[0063]步驟S12:接著，所述處理單元14同時(shí)接收所述光體積變化信號(hào)Sp和所述加速度信號(hào)Sa以進(jìn)行后處理。如圖1所示，所述光體積變化信號(hào)Sp和所述加速度信號(hào)Sa分別輸入至所述處理單元14的轉(zhuǎn)換模組140。
[0064]步驟S13:所述處理單元14的所述轉(zhuǎn)換模組140轉(zhuǎn)換所述光體積變化信號(hào)Sp為頻域光體積變化信號(hào)并產(chǎn)生第一組頻率索引值和相關(guān)的第一組頻譜值，其中每一頻率索引值對(duì)應(yīng)頻譜值。必須說明的是，本實(shí)施例的所述轉(zhuǎn)換模組140可利用快速傅立葉轉(zhuǎn)換(Fast Fourier Transform, FFT)將所述光體積變化信號(hào)Sp從時(shí)域轉(zhuǎn)換至頻域(frequencydomain)以產(chǎn)生所述頻域光體積變化信號(hào)，但本發(fā)明不限于此。其他實(shí)施例中，所述轉(zhuǎn)換模組140也可利用離散傅立葉轉(zhuǎn)換(Discrete Fourier Transform, DFT)或其他時(shí)域-頻域轉(zhuǎn)換方式(也即頻譜分析)轉(zhuǎn)換所述光體積變化信號(hào)Sp。
[0065]可以了解的是，頻域光體積變化信號(hào)為離散信號(hào)以至于所述處理單元14可據(jù)以進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理。某些實(shí)施例中，當(dāng)所述光體積測量裝置10所輸出的所述光體積變化信號(hào)Sp為連續(xù)的時(shí)域信號(hào)，所述轉(zhuǎn)換模組140先轉(zhuǎn)換所述光體積變化信號(hào)Sp為離散的時(shí)域信號(hào)(例如以取樣頻率取樣所述光體積變化信號(hào)Sp)，接著再據(jù)以轉(zhuǎn)換為離散的頻域信號(hào)，但不限于此。其他實(shí)施例中，所述轉(zhuǎn)換模組140先轉(zhuǎn)換所述光體積變化信號(hào)Sp為連續(xù)的頻域信號(hào)，接著再據(jù)以轉(zhuǎn)換為離散的頻域信號(hào)。
[0066]如前所述，人類心跳的信號(hào)頻率范圍介于0.5Hz至4Hz之間。假設(shè)人類心跳的信號(hào)頻率的最大值為4Hz (對(duì)應(yīng)240次/分)，所述取樣頻率必須大于8Hz (例如1Hz或20Hz)才能滿足奈奎斯特定理(Nyquist Theorem)。在使用快速傅立葉轉(zhuǎn)換的一種實(shí)施例中，所述取樣頻率為20Hz，但不限于此，視所述處理單元14的運(yùn)算能力而定。
[0067]所述轉(zhuǎn)換模組140利用快速傅立葉轉(zhuǎn)換所述光體積變化信號(hào)Sp為所述頻域光體積變化信號(hào)之后，可產(chǎn)生對(duì)應(yīng)所述頻域光體積變化信號(hào)的頻譜圖，如圖4A所示，其中，所述頻譜圖的X軸為快速傅立葉轉(zhuǎn)換的頻率索引值(frequency index of FFT), y軸為頻譜強(qiáng)度。本實(shí)施例中，圖4A的頻率索引值以及所對(duì)應(yīng)的頻譜強(qiáng)度作為第一組頻率索引值和相關(guān)的第一組頻譜值，也即第一頻域信息I1，如圖4B所示。
[0068]必須說明的是，快速傅立葉轉(zhuǎn)換的頻率索引值的數(shù)量例如，但不限于，為1024個(gè)點(diǎn)(bins)，其中每一頻率索引值對(duì)應(yīng)一頻率。例如，頻率索引值256所對(duì)應(yīng)的頻率為(20Hz/1024) X256 = 5Hz?？梢粤私獾氖?，當(dāng)所述取樣頻率為20Hz且所述頻率索引值的數(shù)量為1024個(gè)點(diǎn)時(shí),所述第一頻域信息I1的頻率解析度(frequency resolut1n)為20Hz/1024 = 0.0195Hz。當(dāng)所述取樣頻率為固定值時(shí)，頻率索引值的數(shù)量越多則兩相鄰頻率索引值間的頻率差越小，以至于所述心跳檢測模組I根據(jù)頻率索引值計(jì)算心跳時(shí)具有較高的敏感度。
[0069]必須說明的是，由于人類心跳通常介于30次/分至240次/分之間，所述第一頻域信息I1中對(duì)應(yīng)人類心跳的頻率索引值范圍大約是25至205之間。因此，某些實(shí)施例中，所述處理單元14舍棄(或釋放)頻率索引值小于25和/或大于205以及相關(guān)的頻譜值以節(jié)省系統(tǒng)資源，但不限于此。
[0070]相同地，所述處理單元14中另一轉(zhuǎn)換模組140利用轉(zhuǎn)換所述光體積變化信號(hào)Sp的相同方式轉(zhuǎn)換所述加速度信號(hào)Sa以產(chǎn)生對(duì)應(yīng)所述加速度信號(hào)Sa的頻譜圖，如圖5A所示，并產(chǎn)生第二組頻率索引值和相關(guān)的第二組頻譜值以作為第二頻域信息I2，如圖5B所示。某些實(shí)施例中，所述第二頻域信息I2可僅保留所述頻率索引值范圍(例如25至205)的頻率索引值和相關(guān)的頻譜值。
[0071]步驟S14:在得到所述第二頻域信息I2后，峰值萃取模組142根據(jù)所述第二頻域信息I2中最大頻譜峰值Pmax所對(duì)應(yīng)的頻率索引值決定參考索引值R。例如，請(qǐng)參照?qǐng)D6，在所述第二組頻譜值中，最大頻譜值為460，此時(shí)所述峰值萃取模組142可識(shí)別所述最大頻譜峰值Pmax為460并輸出所述最大頻譜峰值Pmax所對(duì)應(yīng)的頻率索引