技術(shù)領(lǐng)域

以下描述涉及用于從輸入信號(hào)提取信號(hào)特征的技術(shù)。

背景技術(shù)：

正在對(duì)信息技術(shù)(IT)-醫(yī)療融合技術(shù)進(jìn)行研究，在這種技術(shù)中，將IT應(yīng)用于醫(yī)療技術(shù)。因此，監(jiān)測(cè)個(gè)人的健康狀況不再限于醫(yī)院，現(xiàn)在能夠在日常生活期間的任何地方(例如，家中和工作中)實(shí)現(xiàn)。例如，可通過移動(dòng)健康來實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶的健康狀況的監(jiān)測(cè)。在移動(dòng)健康中，可通過在沒有時(shí)間和空間限制的情況下測(cè)量用戶的生物信號(hào)并分析測(cè)量的生物信號(hào)來估計(jì)用戶當(dāng)前的健康狀況。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

提供本發(fā)明內(nèi)容以采用簡(jiǎn)化形式介紹將在以下具體實(shí)施方式中被進(jìn)一步描述的構(gòu)思的選擇。本發(fā)明內(nèi)容不意在確定要求保護(hù)的主題的關(guān)鍵特征或必要特征，也不意在用來幫助確定要求保護(hù)的主題的范圍。

在一個(gè)總的方面，一種提取信號(hào)特征的方法包括：從輸入信號(hào)估計(jì)多個(gè)元素信號(hào)；使用估計(jì)的多個(gè)元素信號(hào)提取信號(hào)特征，其中，估計(jì)多個(gè)元素信號(hào)的步驟包括：估計(jì)輸入信號(hào)的第一元素信號(hào)；基于第一中間信號(hào)的波形估計(jì)第二元素信號(hào)，其中，第一中間信號(hào)是從輸入信號(hào)消除第一元素信號(hào)而得到的信號(hào)。

估計(jì)第一元素信號(hào)的步驟可包括：基于用于對(duì)所述多個(gè)元素信號(hào)進(jìn)行建模的信號(hào)模型以及輸入信號(hào)的波形估計(jì)第一元素信號(hào)的參數(shù)；通過將估計(jì)的參數(shù)應(yīng)用于所述信號(hào)模型來確定第一元素信號(hào)。

估計(jì)參數(shù)的步驟可包括：通過對(duì)輸入信號(hào)的波形求微分確定不同階的微分信號(hào)；使用確定的微分信號(hào)的特征點(diǎn)確定第一元素信號(hào)的參數(shù)。

確定參數(shù)的步驟可包括：基于與所述微分信號(hào)的峰值點(diǎn)相應(yīng)的時(shí)間值以及輸入信號(hào)在所述時(shí)間值的幅值確定第一元素信號(hào)的參數(shù)。

估計(jì)參數(shù)的步驟可包括：在第一元素信號(hào)的峰值點(diǎn)之前的時(shí)間間隔中估計(jì)第一元素信號(hào)的參數(shù)。

估計(jì)第二元素信號(hào)的步驟可包括：基于用于對(duì)所述多個(gè)元素信號(hào)進(jìn)行建模的信號(hào)模型以及第一中間信號(hào)的波形估計(jì)第二元素信號(hào)的參數(shù)；通過將估計(jì)的參數(shù)應(yīng)用于所述信號(hào)模型來確定第二元素信號(hào)。

估計(jì)參數(shù)的步驟可包括：通過對(duì)第一中間信號(hào)的波形求微分確定不同階的微分信號(hào)；使用確定的微分信號(hào)的特征點(diǎn)確定第二元素信號(hào)的參數(shù)。

估計(jì)第二元素信號(hào)的步驟可包括：將第一中間信號(hào)確定為第二元素信號(hào)。

所述多個(gè)元素信號(hào)中的至少一個(gè)可具有高斯波形。

所述信號(hào)模型可通過疊加所述多個(gè)元素信號(hào)的波形來對(duì)輸入信號(hào)的波形進(jìn)行建模。

所述參數(shù)可包括平均值、標(biāo)準(zhǔn)偏差、幅度系數(shù)和偏移。

所述微分信號(hào)可包括與輸入信號(hào)的波形相關(guān)的一階微分函數(shù)和高階微分函數(shù)中的至少一個(gè)。

估計(jì)多個(gè)元素信號(hào)的步驟可包括：基于第二中間信號(hào)的波形估計(jì)第三元素信號(hào)，其中，第二中間信號(hào)包括從第一中間信號(hào)消除的第二元素信號(hào)的信號(hào)。

估計(jì)多個(gè)元素信號(hào)的步驟可包括：基于用于對(duì)所述多個(gè)元素信號(hào)進(jìn)行建模的信號(hào)模型按順序估計(jì)所述多個(gè)元素信號(hào)，直到預(yù)定數(shù)量的元素信號(hào)被估計(jì)為止。

提取信號(hào)特征的步驟可包括：提取所述多個(gè)元素信號(hào)的最大值點(diǎn)、最小值點(diǎn)、峰值點(diǎn)、拐點(diǎn)、最大斜度點(diǎn)、最小斜度點(diǎn)和信號(hào)波形面積中的至少一個(gè)。

在另一總的方面，提供一種提取信號(hào)特征的方法，所述方法包括：使用由多個(gè)參數(shù)確定的信號(hào)模型來估計(jì)形成輸入信號(hào)的多個(gè)元素信號(hào)；使用估計(jì)的多個(gè)元素信號(hào)提取信號(hào)特征。

估計(jì)多個(gè)元素信號(hào)的步驟可包括：基于所述信號(hào)模型以及輸入信號(hào)的波形估計(jì)輸入信號(hào)的第一元素信號(hào)；基于中間信號(hào)的波形估計(jì)輸入信號(hào)的第二元素信號(hào)，其中，中間信號(hào)是從輸入信號(hào)消除第一元素信號(hào)而得到的信號(hào)。

在另一總的方面，提供一種提取信號(hào)特征的設(shè)備，所述設(shè)備包括：至少一個(gè)處理器，被配置為從輸入信號(hào)估計(jì)多個(gè)元素信號(hào)，并使用估計(jì)的多個(gè)元素信號(hào)提取信號(hào)特征，其中，基于以下操作估計(jì)所述多個(gè)元素信號(hào)：估計(jì)輸入信號(hào)的第一元素信號(hào)；基于第一中間信號(hào)的波形估計(jì)第二元素信號(hào)，其中，第一中間信號(hào)是從輸入信號(hào)消除第一元素信號(hào)而得到的信號(hào)。

可基于以下操作估計(jì)所述多個(gè)元素信號(hào)：基于第二中間信號(hào)的波形估計(jì)第三元素信號(hào)，其中，第二中間信號(hào)包括從第一中間信號(hào)消除的第二元素信號(hào)的信號(hào)。

在另一總的方面，提供一種提取信號(hào)特征的設(shè)備，所述設(shè)備包括：微分器，被配置為從輸入信號(hào)確定一階微分信號(hào)和高階微分信號(hào)中的至少一個(gè)；參數(shù)確定器，被配置為基于用于對(duì)一階微分信號(hào)或高階微分信號(hào)進(jìn)行建模的信號(hào)模型以及輸入信號(hào)的波形確定元素信號(hào)的參數(shù)；元素信號(hào)估計(jì)器，被配置為通過將所述參數(shù)應(yīng)用于所述信號(hào)模型來估計(jì)所述元素信號(hào)；中間信號(hào)確定器，被配置為通過從輸入信號(hào)消除所述元素信號(hào)來確定中間信號(hào)；特征提取器，被配置為從所述元素信號(hào)提取特征點(diǎn)。

元素信號(hào)估計(jì)器可響應(yīng)于元素信號(hào)的數(shù)量小于閾值從中間信號(hào)確定另一元素信號(hào)。

所述參數(shù)可包括所述元素信號(hào)的平均值、標(biāo)準(zhǔn)偏差、幅度系數(shù)和偏移中的至少一個(gè)。

其他特征和方面將通過以下具體實(shí)施方式、附圖和權(quán)利要求而清楚。

附圖說明

圖1A至圖1E是示出光電血管容積圖(PPG)信號(hào)波形的示例的示圖。

圖2和圖3是示出提取信號(hào)特征的方法的示例的示圖。

圖4是示出提取信號(hào)特征的設(shè)備的示例的示圖。

圖5A至圖5C是示出估計(jì)元素信號(hào)的處理的示例的示圖。

圖6是示出輸入信號(hào)的示例和微分信號(hào)的示例的示圖。

圖7是示出提取信號(hào)特征的方法的示例的示圖。

圖8A至圖8D是示出從輸入信號(hào)的波形估計(jì)元素信號(hào)的處理的示例的示圖。

圖9A至圖9C是示出從輸入信號(hào)估計(jì)的元素信號(hào)的示例的示圖。

圖10是示出提取信號(hào)特征的設(shè)備的另一示例的示圖。

貫穿附圖和具體實(shí)施方式，相同的參考標(biāo)號(hào)表示相同的元件。附圖可能并非按比例繪制，為了清楚、說明和方便，附圖中的元件的相對(duì)大小、比例和描繪可能被夸大。

具體實(shí)施方式

提供以下具體實(shí)施方式以幫助讀者獲得對(duì)這里描述的方法、設(shè)備和/或系統(tǒng)的全面的理解。然而，在充分理解本公開之后，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)域普通技術(shù)人員將會(huì)是清楚的。這里描述的操作的順序僅為示例，并且除了必須以特定順序發(fā)生的操作以外，不限于這里闡述的順序，而是可以如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所清楚的那樣改變。此外，為了更加清楚和簡(jiǎn)明，可省略本領(lǐng)域普通技術(shù)人員公知的功能和構(gòu)造的描述。

這里描述的特征可以以不同形式來實(shí)施，而不應(yīng)被解釋為限于這里所描述的示例。相反，提供這里描述的示例以使本公開將是徹底的和完全的，并且將向本領(lǐng)域普通技術(shù)人員傳達(dá)本公開的完整范圍。

在這里使用的術(shù)語僅為了描述特定示例的目的，而并非意圖限制本公開。如在這里使用的，除非上下文明確地另有指示，否則單數(shù)形式也意圖包括復(fù)數(shù)形式。

此外，諸如第一、第二、A、B、(a)、(b)等的術(shù)語在這里可用于描述組件。這些術(shù)語中的每個(gè)術(shù)語不用于限定相應(yīng)組件的本質(zhì)、次序或順序，而僅用于將相應(yīng)組件與其他組件區(qū)分。

以下示例可用于監(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、智能家電、智能車輛、可穿戴裝置(例如，戒指、手表、眼鏡、眼鏡型裝置、手環(huán)、腳環(huán)、腰帶、項(xiàng)鏈、耳環(huán)、頭戴聽筒、頭盔、嵌入到衣物中的裝置)、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)或任何消費(fèi)電子/信息技術(shù)(CE/IT)裝置)監(jiān)測(cè)用戶的健康狀況。以下示例還可在智能家庭系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)，并可用于為用戶提供醫(yī)療服務(wù)。

以下將被描述的示例可應(yīng)用于確定形成輸入信號(hào)的多個(gè)元素信號(hào)(element signal)，并使用確定的元素信號(hào)來提取信號(hào)特征。為了便于描述，假設(shè)輸入信號(hào)是光電血管容積圖(PPG)信號(hào)，并且示例描述從PPG信號(hào)提取信號(hào)特征。從其他類型的生物信號(hào)(例如，心電圖(ECG)信號(hào)、心沖擊描記圖(BCG)信號(hào)或血氧飽和度(SpO₂))提取信號(hào)特征被認(rèn)為也落入本公開的范圍之內(nèi)。

圖1A至圖1E是示出PPG信號(hào)波形的示例的示圖。

PPG信號(hào)是包括關(guān)于血流根據(jù)心跳的變化的信息的生物信號(hào)。PPG信號(hào)可以是傳播波離開心臟并朝著身體的末端運(yùn)動(dòng)的形式。傳播波與從身體的末端返回到心臟的反射波重疊?？蓮腜PG信號(hào)提取與傳播波或反射波的形式關(guān)聯(lián)的多種特征，并且可基于提取的特征估計(jì)包括例如血壓的心血管信息。

在示例中，可通過計(jì)算與傳播波的最大幅度點(diǎn)相應(yīng)的收縮峰值點(diǎn)和與反射波的最大幅度點(diǎn)相應(yīng)的舒張峰值點(diǎn)之間的時(shí)間，并將用戶的身高除以計(jì)算的時(shí)間差，來估計(jì)用戶的血壓。當(dāng)傳播波到達(dá)血管中的點(diǎn)的時(shí)間點(diǎn)與反射波到達(dá)血管中的該點(diǎn)的時(shí)間點(diǎn)之間的時(shí)間間隔減小時(shí)，血管硬化指數(shù)趨向于增大，并且血壓趨向于增大。因此，可基于PPG信號(hào)中收縮峰值點(diǎn)和舒張峰值點(diǎn)之間的時(shí)間差來估計(jì)血管硬化指數(shù)，并且可基于估計(jì)的血管硬化指數(shù)來估計(jì)用戶的血壓。與用戶相關(guān)的一種或多種信息(例如，用戶血管硬化指數(shù)和血壓)可被顯示給用戶，或者可被提供給監(jiān)測(cè)用戶的健康的其他組件。

圖1A示出PPG信號(hào)110的期望波形的一部分的示例。在圖1A的示例中，橫軸指示時(shí)間軸，縱軸指示PPG信號(hào)110的幅度。在PPG信號(hào)110中，第一向上凸起部分指示傳播波在時(shí)間軸上的波形分量，第二向上凸起部分指示反射波在時(shí)間軸上的波形分量。雖然反射波在圖1A中被示出為單個(gè)反射波，但是反射波可以是多個(gè)反射波。特征點(diǎn)(例如，特征點(diǎn)122、特征點(diǎn)124、特征點(diǎn)126和特征點(diǎn)128)可以是用于從PPG信號(hào)110的波形得到各組信息的顯著特征點(diǎn)?？墒褂锰卣鼽c(diǎn)122至128的幅值或時(shí)間值來確定與用戶的健康狀況關(guān)聯(lián)的特征。

特征點(diǎn)126也被稱為重搏切跡，并且對(duì)應(yīng)于血管的壓力在特征點(diǎn)124減小之后再次開始增加的點(diǎn)。特征點(diǎn)124對(duì)應(yīng)于收縮峰值點(diǎn)。當(dāng)這種重搏切跡在PPG信號(hào)110中清晰可辨時(shí)，傳播波和反射波在PPG信號(hào)110中可以被容易地彼此區(qū)分。例如，在時(shí)間軸上第二次出現(xiàn)的通過對(duì)PPG信號(hào)110求微分獲得的值為“0”的點(diǎn)可被確定為重搏切跡，并且PPG信號(hào)110的傳播波和反射波可基于確定的重搏切跡被容易地區(qū)分。

然而，在PPG信號(hào)的實(shí)際測(cè)量的波形中，與重搏切跡相應(yīng)的特征點(diǎn)可能由于各種因素而是不清晰的。因此，PPG信號(hào)的傳播波和反射波不能被容易地彼此區(qū)分，從而不正確的信號(hào)特征可能被提取。圖1B至圖1E示出特征點(diǎn)不是清晰可辨的PPG信號(hào)的各種示例。

圖1B和圖1C示出傳播波和反射波由于不清晰的重搏切跡而難以區(qū)分的PPG信號(hào)的波形的示例。圖1D和圖1E示出最大值不是在傳播波分量中被指示而是在反射波分量中被指示的PPG信號(hào)的波形的示例。因此，在圖1D和圖1E中，收縮峰值點(diǎn)和舒張峰值點(diǎn)可能被不正確地確定。如圖1B至圖1E所示，可能發(fā)生特征點(diǎn)(例如，收縮峰值點(diǎn)或重搏切跡)在PPG信號(hào)的波形中被不正確地彼此區(qū)分的各種情況。此外，在PPG信號(hào)的波形中，雖然傳播波可包括單個(gè)波形分量，但是反射波可包括彼此重疊的多個(gè)波形。在這種情況下，通過從PPG信號(hào)的波形中區(qū)分反射波的重疊的多個(gè)波形并且分析所述多個(gè)波形，可提取各種信號(hào)特征，并且可更正確地估計(jì)生物信息。

在下文中簡(jiǎn)稱為信號(hào)特征提取方法的提取信號(hào)特征的方法和在下文中簡(jiǎn)稱為信號(hào)特征提取設(shè)備的提取信號(hào)特征的設(shè)備可從輸入信號(hào)(例如，PPG信號(hào))的波形估計(jì)包括在輸入信號(hào)中的多個(gè)元素信號(hào)，并且使用估計(jì)的多個(gè)元素信號(hào)提取信號(hào)特征。這里描述的信號(hào)特征可包括信號(hào)波形的特征點(diǎn)(例如，最大值點(diǎn)、最小值點(diǎn)、峰值點(diǎn)、拐點(diǎn)、最大斜度點(diǎn)、最小斜度點(diǎn))或信號(hào)波形的面積。然而，其他形式的信號(hào)特征被認(rèn)為也落入本公開的范圍之內(nèi)。

圖2是示出信號(hào)特征提取方法的示例的示圖。通過包括至少一個(gè)處理器的信號(hào)特征提取設(shè)備來執(zhí)行圖2的信號(hào)特征提取方法。雖然在不脫離描述的示意性實(shí)施例的精神和范圍的情況下，圖2中的某些操作的順序可以改變或者某些操作可被省略，但是圖2中的操作可以按照?qǐng)D中示出的順序和方式來執(zhí)行。圖2中示出的許多操作可以并行或同時(shí)執(zhí)行。除了以下圖2的描述之外，以上圖1A至圖1E的描述也可適用于圖2，并且通過引用包含于此。因此，這里不會(huì)重復(fù)以上描述。

參照?qǐng)D2，在210中，信號(hào)特征提取設(shè)備估計(jì)輸入信號(hào)的多個(gè)元素信號(hào)。信號(hào)特征提取設(shè)備可基于用于對(duì)輸入信號(hào)的波形行建模的信號(hào)模型來估計(jì)多個(gè)元素信號(hào)，在輸入信號(hào)中，多個(gè)元素信號(hào)的波形彼此重疊。信號(hào)特征提取設(shè)備可基于輸入信號(hào)的波形信息(例如，幅度隨時(shí)間的變化)確定信號(hào)模型的參數(shù)，并且基于確定的參數(shù)估計(jì)形成輸入信號(hào)的多個(gè)元素信號(hào)。信號(hào)模型可對(duì)輸入信號(hào)的形式進(jìn)行建模，在輸入信號(hào)中，元素信號(hào)具有高斯波形，并且多個(gè)高斯波形彼此重疊。然而，元素信號(hào)的波形不限于高斯波形，元素信號(hào)的各種波形被認(rèn)為也落入本公開的范圍之內(nèi)。

信號(hào)特征提取設(shè)備可從輸入信號(hào)的波形按順序估計(jì)多個(gè)元素信號(hào)。信號(hào)特征提取設(shè)備可從輸入信號(hào)的波形估計(jì)一個(gè)元素信號(hào)，通過從輸入信號(hào)消除估計(jì)的元素信號(hào)來產(chǎn)生中間信號(hào)，并從產(chǎn)生的中間信號(hào)的波形估計(jì)隨后的元素信號(hào)。將參照?qǐng)D3和圖4來描述通過信號(hào)特征提取設(shè)備從輸入信號(hào)估計(jì)多個(gè)元素信號(hào)的處理。

在220中，信號(hào)特征提取設(shè)備使用在210中估計(jì)的多個(gè)元素信號(hào)來提取信號(hào)特征。例如，信號(hào)特征提取設(shè)備可從每個(gè)元素信號(hào)提取關(guān)于與最大值和最小值相應(yīng)的點(diǎn)的信息(例如，幅度和時(shí)間)以及關(guān)于元素信號(hào)的波形的面積的信息。然而，將被提取的信號(hào)特征的類型不限于上述示例，在不脫離描述的示意性實(shí)施例的精神和范圍的情況下，可提取各種其他類型的信號(hào)特征。基于提取的信號(hào)特征，可估計(jì)另外的信息。例如，從生物信號(hào)提取的信號(hào)特征可用于估計(jì)與用戶的健康狀況關(guān)聯(lián)的信息。

圖3是示出順序地估計(jì)多個(gè)元素信號(hào)的處理的示例的示圖。通過包括至少一個(gè)處理器的信號(hào)特征提取設(shè)備來執(zhí)行圖3的估計(jì)多個(gè)元素信號(hào)的方法。雖然在不脫離描述的示意性實(shí)施例的精神和范圍的情況下，圖3中的某些操作的順序可以改變或者某些操作可被省略，但是圖3中的操作可以按照?qǐng)D中示出的順序和方式來執(zhí)行。圖3中示出的許多操作可以并行或同時(shí)執(zhí)行。除了以下圖3的描述之外，以上圖1A至圖2的描述也可適用于圖3，并且通過引用包含于此。因此，這里不會(huì)重復(fù)以上描述。

參照?qǐng)D3，在310中，信號(hào)特征提取設(shè)備估計(jì)輸入信號(hào)的第一元素信號(hào)。信號(hào)特征提取設(shè)備可基于用于對(duì)多個(gè)元素信號(hào)建模的信號(hào)模型和輸入信號(hào)的波形來估計(jì)第一元素信號(hào)的參數(shù)。信號(hào)特征提取設(shè)備可通過對(duì)輸入信號(hào)的波形求微分來確定不同階的微分信號(hào)。信號(hào)特征提取設(shè)備可通過將與微分信號(hào)的特征點(diǎn)關(guān)聯(lián)的信息應(yīng)用于所述信號(hào)模型來確定第一元素信號(hào)的參數(shù)。信號(hào)特征提取設(shè)備可基于與微分信號(hào)的峰值點(diǎn)相應(yīng)的時(shí)間值和輸入信號(hào)在所述時(shí)間值的幅值來估計(jì)所述參數(shù)。信號(hào)特征提取設(shè)備可以在第一元素信號(hào)的峰值點(diǎn)出現(xiàn)之前的時(shí)間間隔中估計(jì)所述參數(shù)。在示例中，信號(hào)特征提取設(shè)備可基于所述信號(hào)模型和輸入信號(hào)的波形確定在時(shí)間軸上第一次出現(xiàn)的元素信號(hào)的參數(shù)。

在320中，信號(hào)特征提取設(shè)備基于第一中間信號(hào)的波形來估計(jì)第二元素信號(hào)。當(dāng)從輸入信號(hào)消除第一元素信號(hào)時(shí)得到第一中間信號(hào)。第二元素信號(hào)指的是在時(shí)間軸上繼第一元素信號(hào)之后出現(xiàn)的元素信號(hào)。與310相似，信號(hào)特征提取設(shè)備可通過對(duì)第一中間信號(hào)的波形求微分確定不同階的微分信號(hào)并將與確定的微分信號(hào)的特征點(diǎn)關(guān)聯(lián)的信息應(yīng)用于所述信號(hào)模型，來確定第二元素信號(hào)的參數(shù)。信號(hào)特征提取設(shè)備可以在第二元素信號(hào)的峰值點(diǎn)出現(xiàn)之前的時(shí)間間隔中估計(jì)所述參數(shù)。在示例中，信號(hào)特征提取設(shè)備可基于所述信號(hào)模型和第一中間信號(hào)的波形確定在形成第一中間信號(hào)的多個(gè)元素信號(hào)中在時(shí)間軸上第一次出現(xiàn)的元素信號(hào)的參數(shù)。

在操作330中，信號(hào)特征提取設(shè)備基于第二中間信號(hào)的波形來估計(jì)第三元素信號(hào)。當(dāng)從第一中間信號(hào)消除第二元素信號(hào)時(shí)得到第二中間信號(hào)。第二中間信號(hào)指的是從輸入信號(hào)消除第一元素信號(hào)和第二元素信號(hào)二者的信號(hào)。與320相似，信號(hào)特征提取設(shè)備可通過基于所述信號(hào)模型和第二中間信號(hào)的波形確定將被應(yīng)用于所述信號(hào)模型的參數(shù)并將確定的參數(shù)應(yīng)用于所述信號(hào)模型，來確定第三元素信號(hào)。第三元素信號(hào)可具有與基于所述信號(hào)模型估計(jì)的第一元素信號(hào)和第二元素信號(hào)相同的波形。當(dāng)?shù)谌匦盘?hào)是將被估計(jì)的最后的元素信號(hào)時(shí)，可在沒有使用所述信號(hào)模型估計(jì)第三元素信號(hào)的處理的情況下，將第二中間信號(hào)確定為第三元素信號(hào)。

在另一示例中，在操作310至操作330中，信號(hào)特征提取設(shè)備可首先估計(jì)在時(shí)間軸上最后出現(xiàn)的元素信號(hào)。信號(hào)特征提取設(shè)備可首先估計(jì)具有與整個(gè)波形分量較高相似度的波形的元素信號(hào)。

從中間信號(hào)估計(jì)元素信號(hào)的處理可被反復(fù)執(zhí)行，直到估計(jì)的元素信號(hào)的數(shù)量達(dá)到將從輸入信號(hào)的波形估計(jì)的元素信號(hào)的數(shù)量為止。例如，當(dāng)將從輸入信號(hào)的波形估計(jì)的元素信號(hào)的數(shù)量為“L”時(shí)，信號(hào)特征提取設(shè)備可基于信號(hào)模型順序地估計(jì)多個(gè)元素信號(hào)，直到L個(gè)元素信號(hào)被估計(jì)為止。在圖3的示例中，假設(shè)L為3，因此第一元素信號(hào)、第二元素信號(hào)和第三元素信號(hào)從輸入信號(hào)被估計(jì)。在L為2的情況下，可不執(zhí)行操作330，并且可執(zhí)行操作310和操作320。在這種情況下，如在操作330中所述，作為最后的元素信號(hào)的第二元素信號(hào)可基于信號(hào)模型在第一元素信號(hào)中被確定，或者第一中間信號(hào)可被確定為第二元素信號(hào)。

圖4是示出信號(hào)特征提取設(shè)備400的示例的示圖。參照?qǐng)D4，信號(hào)特征提取設(shè)備400包括微分器410、參數(shù)確定器420、元素信號(hào)估計(jì)器430、中間信號(hào)確定器440和特征提取器450。

微分器410通過對(duì)輸入信號(hào)的波形求微分來確定微分信號(hào)。微分器410確定一階微分信號(hào)和更高階(例如，二階或更高階)的微分信號(hào)。在示例中，可通過在輸入信號(hào)被輸入到微分器410之前由信號(hào)特征提取設(shè)備400的濾波器(未示出)執(zhí)行過濾來從輸入信號(hào)消除噪聲。參數(shù)確定器420基于微分器410確定的微分信號(hào)和信號(hào)模型來確定將被估計(jì)的元素信號(hào)的參數(shù)。元素信號(hào)估計(jì)器430通過將參數(shù)確定器420確定的參數(shù)應(yīng)用于信號(hào)模型來估計(jì)元素信號(hào)。元素信號(hào)的波形可由將被應(yīng)用于信號(hào)模型的各種參數(shù)來確定。

中間信號(hào)確定器440通過從輸入信號(hào)消除元素信號(hào)估計(jì)器430估計(jì)的元素信號(hào)來確定中間信號(hào)。所得的中間信號(hào)被輸入到微分器410，并且微分器410通過對(duì)中間信號(hào)求微分來確定微分信號(hào)。這樣的處理可被反復(fù)執(zhí)行，直到預(yù)設(shè)數(shù)量的元素信號(hào)被估計(jì)為止。例如，參數(shù)確定器420可基于微分信號(hào)和信號(hào)模型來確定隨后的元素信號(hào)，并且元素信號(hào)估計(jì)器430可通過將確定的參數(shù)應(yīng)用于信號(hào)模型來估計(jì)隨后的元素信號(hào)。中間信號(hào)確定器440可通過從先前確定的中間信號(hào)消除估計(jì)的元素信號(hào)來產(chǎn)生另一中間信號(hào)，并且產(chǎn)生的中間信號(hào)可被輸入到微分器410。當(dāng)重復(fù)的處理終止時(shí)，形成輸入信號(hào)的多個(gè)元素信號(hào)被確定，并且特征提取器450從確定的多個(gè)元素信號(hào)提取特征點(diǎn)。

以下將提供通過信號(hào)特征提取設(shè)備400使用信號(hào)模型從輸入信號(hào)估計(jì)多個(gè)元素信號(hào)的處理的更詳細(xì)的描述。

在將從輸入信號(hào)估計(jì)的元素信號(hào)的數(shù)量為L(zhǎng)并且元素信號(hào)具有高斯波形的示例中，由彼此重疊的L個(gè)時(shí)移的高斯波形形成的一個(gè)周期中的輸入信號(hào)g(t)可被表示為等式1中定義的信號(hào)模型。

等式1：

在等式1中，g(t)指示由L個(gè)元素信號(hào)(例如，g₁(t)、g₂(t)、…、g_L(t))的和形成的信號(hào)。第l個(gè)元素信號(hào)由g_l(t)指示，并且t表示指示時(shí)間的變量。g_l(t)的平均值由m_l表示，并且σ_l表示g_l(t)的標(biāo)準(zhǔn)偏差。A_l和B_l分別表示g_l(t)的幅度系數(shù)和偏移。信號(hào)特征提取設(shè)備400可通過基于輸入信號(hào)的波形確定參數(shù)(例如，等式1中定義g_l(t)的m_l、σ_l、A_l和B_l)來確定形成輸入信號(hào)的多個(gè)元素信號(hào)的波形。

信號(hào)特征提取設(shè)備400可使用微分函數(shù)確定元素信號(hào)的參數(shù)。在等式1中，可通過對(duì)g_l(t)求微分使得等式1與偏移B_l無關(guān)，并且還可通過使用與微分函數(shù)的峰值相應(yīng)的時(shí)間使得等式1與幅度系數(shù)A_l無關(guān)。信號(hào)特征提取設(shè)備400可通過使用微分函數(shù)估計(jì)平均值m_l和標(biāo)準(zhǔn)偏差σ_l并且不考慮平均值m_l和標(biāo)準(zhǔn)偏差σ_l來估計(jì)幅度系數(shù)A_l和偏移B_l，確定定義多個(gè)元素信號(hào)的信號(hào)模型的四個(gè)參數(shù)。信號(hào)特征提取設(shè)備400可在時(shí)間上在每個(gè)元素函數(shù)的峰值點(diǎn)之前的時(shí)間間隔中估計(jì)參數(shù)，以減小估計(jì)參數(shù)時(shí)的誤差，將參照?qǐng)D5A至圖5C對(duì)此進(jìn)行描述。

圖5A示出輸入信號(hào)500的波形的示例。在圖5A中，三個(gè)元素信號(hào)(例如，第一元素信號(hào)510、第二元素信號(hào)520和第三元素信號(hào)530)的波形彼此重疊。輸入信號(hào)500的波形可被簡(jiǎn)單地表示為元素信號(hào)510至530的波形的和。參照?qǐng)D5A，輸入信號(hào)500的波形的前部與第一元素信號(hào)510的波形具有較高的相似性。在時(shí)間軸上的前部中，其他元素信號(hào)520和530的波形的幅度與第一元素信號(hào)510的波形的幅度相比相對(duì)較小，因此輸入信號(hào)500的波形和第一元素信號(hào)510的波形會(huì)彼此相似。

參照?qǐng)D5B，在時(shí)間間隔540中，與其他元素信號(hào)520和530的波形相比，輸入信號(hào)500的波形與第一元素信號(hào)510的波形更相似。圖5C示出從輸入信號(hào)500消除第一元素信號(hào)510的中間信號(hào)550的波形的示例。參照?qǐng)D5C，在時(shí)間間隔560中，與第三元素信號(hào)530的波形相比，中間信號(hào)550的波形與第二元素信號(hào)520的波形更相似。

當(dāng)估計(jì)時(shí)間上較早發(fā)生的元素信號(hào)以區(qū)分輸入信號(hào)中的多個(gè)元素信號(hào)的波形時(shí)，信號(hào)特征提取設(shè)備400可在每個(gè)元素信號(hào)的波形的峰值點(diǎn)出現(xiàn)之間的時(shí)間間隔中估計(jì)多個(gè)元素信號(hào)，以減小估計(jì)時(shí)的誤差?；诘仁?的信號(hào)模型，在每個(gè)元素信號(hào)的波形的峰值點(diǎn)出現(xiàn)的時(shí)間點(diǎn)之前的時(shí)間間隔可對(duì)應(yīng)于t<m_l。

下面的表1指示在基于等式1中的信號(hào)模型的原始函數(shù)g_l(t)、一階微分函數(shù)g'_l(t)、二階微分函數(shù)g”_l(t)和三階微分函數(shù)g”'_l(t)在時(shí)間(t)的值小于m_l的值的時(shí)間間隔中的各個(gè)峰值點(diǎn)的t的值。

表1

圖6示出分別與表1中g(shù)_l(t)、g'_l(t)、g”_l(t)和g”'_l(t)相應(yīng)的信號(hào)波形的示例和在峰值點(diǎn)的t值。每個(gè)微分信號(hào)的波形的峰值點(diǎn)表示波形的斜度為0的點(diǎn)，并且可在t的值小于m_l的值的時(shí)間間隔中被確定。

返回參照?qǐng)D4，微分器410通過對(duì)整個(gè)信號(hào)的波形求微分來確定不同階的兩個(gè)微分信號(hào)。所述整個(gè)信號(hào)可對(duì)應(yīng)于輸入信號(hào)，或者對(duì)應(yīng)于從輸入信號(hào)消除一個(gè)或多個(gè)估計(jì)的元素信號(hào)(例如，第一元素信號(hào)、第二元素信號(hào)和第三元素信號(hào))的中間信號(hào)。當(dāng)假設(shè)時(shí)間值在整個(gè)信號(hào)的波形函數(shù)g(t)中是按1增加的數(shù)字樣本索引時(shí)，微分器410可使用“g'(t)＝g(t)-g(t-1)”的關(guān)系來確定一階微分函數(shù)g'(t)。當(dāng)將這樣的關(guān)系擴(kuò)展到n階微分函數(shù)g⁽ⁿ⁾(t)時(shí)，微分器410可使用“g⁽ⁿ⁾(t)＝g^(n-1)(t)-g^(n-1)(t-1)”的關(guān)系來確定n階微分函數(shù)。

參數(shù)確定器420基于確定的兩個(gè)微分信號(hào)的峰值點(diǎn)的時(shí)間值來估計(jì)信號(hào)模型的參數(shù)m_l和σ_l。此外，參數(shù)確定器420基于輸入信號(hào)在所述時(shí)間值的幅度值來估計(jì)剩余的參數(shù)A_l和B_l。

當(dāng)使用整個(gè)信號(hào)的一階微分函數(shù)和二階微分函數(shù)來估計(jì)參數(shù)時(shí)，參數(shù)確定器420可使用表1中指示的每個(gè)微分函數(shù)的峰值點(diǎn)的時(shí)間值(例如，t₁和t₂)。雖然這里提供一階微分函數(shù)和二階微分函數(shù)作為示例，但是示例的范圍不限于此。例如，可使用三階微分函數(shù)或四階微分函數(shù)來代替二階微分函數(shù)，并且可基于三階微分函數(shù)和四階微分函數(shù)來確定參數(shù)。

根據(jù)表1，當(dāng)使用一階微分函數(shù)和二階微分函數(shù)時(shí)，時(shí)間值t₁和t₂與參數(shù)m_l和σ_l之間的關(guān)系可由等式2來表示。

等式2：

t₁＝m_l-σ_l

參數(shù)確定器420從等式2中的兩個(gè)線性等式確定參數(shù)m_l和σ_l，且參數(shù)m_l和σ_l可由等式3來表示。

等式3：

σ_l＝m_l-t₁

如等式3所示，參數(shù)確定器420基于與不同階的微分函數(shù)的峰值點(diǎn)相應(yīng)的時(shí)間值來確定參數(shù)m_l和σ_l。

參數(shù)確定器420使用整個(gè)信號(hào)在時(shí)間值t₁和t₂的幅度值g(t₁)和g(t₂)確定其他參數(shù)A_l和B_l。幅度值g(t₁)和g(t₂)與參數(shù)A_l和B_l之間的關(guān)系可由等式4來表示。

等式4

在等式4中，“g(t)”指示在估計(jì)第l個(gè)元素信號(hào)的處理中的整個(gè)信號(hào)，更詳細(xì)地講，指示從初始輸入信號(hào)消除估計(jì)的多個(gè)元素信號(hào)(例如，g₁(t)、g₂(t)、…g_l-1(t))的信號(hào)。

等式4中的關(guān)系(例如，和)可指示整個(gè)信號(hào)g(t)的波形和第一元素信號(hào)g_l(t)的波形在估計(jì)第l個(gè)元素信號(hào)的處理中彼此相似。參數(shù)確定器420基于等式4，如等式5所示確定參數(shù)A_l和B_l。

等式5

B_l＝g_l(t₁)-A_lexp(-1/2)

元素信號(hào)估計(jì)器430通過應(yīng)用已經(jīng)如在等式1中的g_l(t)中確定的參數(shù)(諸如m_l、σ_l、A_l和B_l)來確定第l個(gè)元素信號(hào)。當(dāng)?shù)趌個(gè)元素信號(hào)被確定時(shí)，中間信號(hào)確定器440通過從整個(gè)信號(hào)消除第l個(gè)元素信號(hào)來產(chǎn)生新的中間信號(hào)，并且新的中間信號(hào)可被輸入到微分器410，以用于估計(jì)第l+1個(gè)元素信號(hào)。因此，上述處理可迭代地執(zhí)行。以上描述的處理可反復(fù)執(zhí)行，直到多個(gè)元素信號(hào)從輸入信號(hào)被估計(jì)為止。在示例中，將被估計(jì)的元素信號(hào)的數(shù)量可以預(yù)先設(shè)置。

圖7是示出信號(hào)特征提取方法的另一示例的示圖。通過包括至少一個(gè)處理器的信號(hào)特征提取設(shè)備來執(zhí)行圖7的信號(hào)特征提取方法。雖然在不脫離描述的示意性實(shí)施例的精神和范圍的情況下，圖7中的某些操作的順序可以改變或者某些操作可被省略，但是圖7中的操作可以按照?qǐng)D中示出的順序和方式來執(zhí)行。圖7中示出的許多操作可以并行或同時(shí)執(zhí)行。除了以下圖7的描述之外，以上圖1A至圖6的描述也可適用于圖7，并且通過引用包含于此。因此，這里不會(huì)重復(fù)以上描述。

參照?qǐng)D7，在710中，信號(hào)特征提取設(shè)備接收輸入信號(hào)，并將l的值設(shè)置為1。這里，“l(fā)”指示將被估計(jì)的元素信號(hào)的索引。響應(yīng)于l為1，將輸入信號(hào)識(shí)別為整個(gè)信號(hào)g(t)。在720中，信號(hào)特征提取設(shè)備通過對(duì)整個(gè)信號(hào)g(t)求微分來計(jì)算不同階的微分信號(hào)。

在730中，信號(hào)特征提取設(shè)備確定與微分函數(shù)的峰值點(diǎn)相應(yīng)的時(shí)間值t₁和t₂以及幅度值g(t₁)和g(t₂)。在740中，信號(hào)特征提取設(shè)備通過將時(shí)間值t₁和t₂應(yīng)用于等式3來估計(jì)與第l個(gè)元素信號(hào)g_l(t)關(guān)聯(lián)的信號(hào)模型的平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差，并通過將幅度值g(t₁)和g(t₂)應(yīng)用于等式5來估計(jì)所述信號(hào)模型的幅度系數(shù)和偏移。在750中，信號(hào)特征提取設(shè)備基于估計(jì)的平均值、標(biāo)準(zhǔn)偏差、幅度系數(shù)和偏移來確定第l個(gè)元素信號(hào)g_l(t)。信號(hào)特征提取設(shè)備通過將估計(jì)的平均值、標(biāo)準(zhǔn)偏差、幅度系數(shù)和偏移應(yīng)用于等式1的信號(hào)模型來確定第l個(gè)元素信號(hào)g_l(t)。在760中，信號(hào)特征提取設(shè)備將從整個(gè)信號(hào)g(t)消除第l個(gè)元素信號(hào)g_l(t)的信號(hào)設(shè)置為新的整個(gè)信號(hào)g(t)，并將l的值增1。

在770中，信號(hào)特征提取設(shè)備確定l的值是否大于預(yù)設(shè)的L。響應(yīng)于l的值不大于L，信號(hào)特征提取設(shè)備基于新設(shè)置的整個(gè)信號(hào)g(t)從操作720開始執(zhí)行操作。信號(hào)特征提取設(shè)備反復(fù)執(zhí)行720至770，以順序地估計(jì)總共L個(gè)元素信號(hào)。在操作780中，響應(yīng)于l的值大于L，信號(hào)特征提取設(shè)備使用在710至770中確定的L個(gè)元素信號(hào)來提取信號(hào)特征。

圖8A至圖8D是示出從輸入信號(hào)的波形估計(jì)元素信號(hào)的處理的示例的示圖。

在圖8A中，左側(cè)曲線圖示出輸入信號(hào)g(t)的波形，右上方的曲線圖示出g(t)的一階微分函數(shù)g'(t)的波形，右下方的曲線圖示出g(t)的二階微分函數(shù)g”(t)的波形。信號(hào)特征提取設(shè)備可通過對(duì)輸入信號(hào)g(t)求微分來確定多個(gè)微分函數(shù)，例如，一階微分函數(shù)g'(t)和二階微分函數(shù)g”(t)。信號(hào)特征提取設(shè)備可確定關(guān)于一階微分函數(shù)g'(t)和二階微分函數(shù)g”(t)的第一最大值點(diǎn)的時(shí)間值t₁和t₂，并確定輸入信號(hào)g(t)在時(shí)間值t₁和t₂的幅度值g(t₁)和g(t₂)。

信號(hào)特征提取設(shè)備可基于時(shí)間值t₁和t₂從等式3確定第一元素信號(hào)的參數(shù)：平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差。此外，信號(hào)特征提取設(shè)備可基于幅度值g(t₁)和g(t₂)從等式5確定第一元素信號(hào)的參數(shù)：幅度系數(shù)和偏移。

當(dāng)在以上描述的處理中確定了平均值、標(biāo)準(zhǔn)偏差、幅度系數(shù)和偏移時(shí)，可確定基于等式1的信號(hào)模型g_l(t)的第一元素信號(hào)。圖8B示出在參照8A描述的處理中確定的第一元素信號(hào)g₁(t)的波形的示例。

參照?qǐng)D8C，信號(hào)特征提取設(shè)備通過從左側(cè)曲線圖中示出的輸入信號(hào)g(t)的波形消除中間曲線圖中示出的第一元素信號(hào)g₁(t)的波形產(chǎn)生右側(cè)曲線圖中示出的中間信號(hào)g(t)-g₁(t)。信號(hào)特征提取設(shè)備可通過對(duì)右側(cè)曲線圖中示出的中間信號(hào)求微分來確定不同階的微分函數(shù)，并通過上述處理估計(jì)第二元素信號(hào)。信號(hào)特征提取設(shè)備可重復(fù)上述處理，直到預(yù)設(shè)數(shù)量的元素信號(hào)被估計(jì)為止。

圖8D示出通過信號(hào)特征提取設(shè)備從輸入信號(hào)的波形確定三個(gè)元素信號(hào)的處理的示例。左側(cè)曲線圖示出輸入信號(hào)g(t)的波形，右上方的曲線圖、右側(cè)中間的曲線圖和右下方的曲線圖分別示出第一元素信號(hào)g₁(t)的波形、第二元素信號(hào)g₂(t)的波形和第三元素信號(hào)g₃(t)的波形?？赏ㄟ^疊加元素信號(hào)g₁(t)、g₂(t)和g₃(t)來形成輸入信號(hào)g(t)。信號(hào)特征提取設(shè)備可從元素信號(hào)g₁(t)、g₂(t)和g₃(t)提取諸如最大值點(diǎn)、最小值點(diǎn)和波形面積的特征。

圖9A至圖9C是示出從輸入信號(hào)估計(jì)的元素信號(hào)的示例的示圖。在圖9A至圖9C的示例中，為了便于解釋，假設(shè)輸入信號(hào)的波形包括兩個(gè)元素信號(hào)的波形。在不脫離描述的示意性實(shí)施例的精神和范圍的情況下，輸入信號(hào)的波形可包括其他數(shù)量的元素信號(hào)，例如，兩個(gè)、三個(gè)、四個(gè)或更多個(gè)。這里，示出通過信號(hào)特征提取設(shè)備從不同形式的輸入信號(hào)估計(jì)元素信號(hào)的結(jié)果。

在圖9A至圖9C的示例中，參考標(biāo)號(hào)“910”、“940”和“970”指示不同形式的輸入信號(hào)，參考標(biāo)號(hào)“920”、“950”和“980”指示從輸入信號(hào)910、940和970的各自波形估計(jì)的第一元素信號(hào)，參考標(biāo)號(hào)“930”、“960”和“990”指示從輸入信號(hào)910、940和970估計(jì)的第二元素信號(hào)。在示例中，第二元素信號(hào)可包括從輸入信號(hào)消除第一元素信號(hào)的剩余波形分量。

如圖9A至圖9C所示，雖然輸入信號(hào)具有輸入信號(hào)的特征點(diǎn)不能被容易地提取的波形，但是信號(hào)特征提取設(shè)備可確定具有輸入信號(hào)的特征點(diǎn)可以從輸入信號(hào)的波形被容易地提取的波形的多個(gè)元素信號(hào)，從而可容易地從確定的多個(gè)元素信號(hào)容易地提取特征點(diǎn)。在圖9B的示例中，在輸入信號(hào)940是PPG信號(hào)的情況下，傳播波和反射波由于PPG信號(hào)中的重搏切跡的不清晰的特征點(diǎn)而不能被容易地彼此區(qū)分。然而，這里描述的信號(hào)特征提取設(shè)備可使用這里描述的方法從輸入信號(hào)940區(qū)分傳播波和反射波。此外，在圖9C的示例中，在輸入信號(hào)970是PPG信號(hào)的情況下，在PPG信號(hào)中傳播波的幅度大于反射波的幅度，因此特征點(diǎn)不能從輸入信號(hào)970的波形被容易地提取。然而，信號(hào)特征提取設(shè)備可使用這里描述的方法從輸入信號(hào)970區(qū)分傳播波和反射波。

圖10是示出信號(hào)特征提取設(shè)備1000的另一示例的示圖。參照?qǐng)D10，信號(hào)特征提取設(shè)備1000包括至少一個(gè)處理器1010、至少一個(gè)存儲(chǔ)器1020和至少一個(gè)顯示器1030。

處理器1010執(zhí)行參照?qǐng)D1至圖9C描述的至少一個(gè)操作。例如，處理器1010可從輸入信號(hào)估計(jì)多個(gè)元素信號(hào)，并使用估計(jì)的多個(gè)元素信號(hào)提取信號(hào)特征。處理器1010可被配置為邏輯門陣列，在不脫離描述的示意性實(shí)施例的精神和范圍的情況下，處理器1010可被配置為另一種形式的硬件。

存儲(chǔ)器1020存儲(chǔ)用于執(zhí)行參照?qǐng)D1至圖9C描述的至少一個(gè)操作的指令，或者存儲(chǔ)在信號(hào)特征提取設(shè)備1000的操作期間獲得的數(shù)據(jù)和結(jié)果。在一些示例中，存儲(chǔ)器1020可包括非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)(例如，高速隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)和/或非易失性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)(例如，至少一個(gè)盤存儲(chǔ)裝置、閃存裝置和其他非易失性固態(tài)存儲(chǔ)裝置)。

在示例中，處理器1010可確定例如用戶的血壓和血管硬化指數(shù)，并可將感測(cè)的血壓或血管硬化指數(shù)輸出到信號(hào)特征提取設(shè)備1000的顯示器1030。顯示器1030可以是包括提供用于渲染用戶界面和/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1030可包含顯示區(qū)域、姿態(tài)捕捉區(qū)域、觸摸感應(yīng)顯示和/或可配置區(qū)域的任何組合。顯示器1030可嵌入信號(hào)特征提取設(shè)備1000，或者可以是可安裝到信號(hào)特征提取設(shè)備1000和從信號(hào)特征提取設(shè)備1000拆卸的外圍裝置。顯示器1030可以是單屏幕顯示器或多屏幕顯示器。單個(gè)物理屏幕可包括作為單獨(dú)的邏輯顯示器被管理的多個(gè)顯示器，所述單獨(dú)的邏輯顯示器雖然作為同一物理屏幕的部分，但是允許不同的內(nèi)容被顯示在單獨(dú)的顯示器上。顯示器1030還可被實(shí)現(xiàn)為眼鏡顯示器(EGD)，包括單片眼鏡和雙片眼鏡。

雖然圖10中未示出，但是信號(hào)特征提取設(shè)備1000還可包括輸入或輸出接口(例如，鍵盤、觸摸屏和麥克風(fēng))、生物計(jì)量傳感器或用于與外部源通信的網(wǎng)絡(luò)通信接口。例如，輸入或輸出接口可從用戶接收輸入，并輸出基于信號(hào)特征確定的附加信息。網(wǎng)絡(luò)通信接口可向外部發(fā)送與元素信號(hào)關(guān)聯(lián)的信息和與提取的信號(hào)特征關(guān)聯(lián)的信息。

僅作為非詳盡的說明，提取設(shè)備400和1000可表示或?qū)崿F(xiàn)在移動(dòng)裝置(例如，移動(dòng)電話、蜂窩電話、智能電話、可穿戴智能裝置(諸如，戒指、手表、眼鏡、眼鏡型裝置、手環(huán)、腳環(huán)、腰帶、項(xiàng)鏈、耳環(huán)、頭戴聽筒、頭盔、嵌入到衣物中的裝置)、個(gè)人計(jì)算機(jī)(PC)、膝上型計(jì)算機(jī)、筆記本計(jì)算機(jī)、小型筆記本計(jì)算機(jī)、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、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、和諸如高清晰度電視機(jī)(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)裝置的裝置、或能夠進(jìn)行與這里公開的裝置一致的無線通信或網(wǎng)絡(luò)通信的任何其他裝置)中。移動(dòng)裝置可被實(shí)現(xiàn)在智能電器、智能車輛或智能家庭系統(tǒng)中。

移動(dòng)裝置還可被實(shí)現(xiàn)為穿戴在用戶的身體上的可穿戴裝置。在一個(gè)示例中，可穿戴裝置可以在用戶的身體上自己安裝，例如，手表、手環(huán)或包括單片眼鏡和雙片眼鏡的眼鏡顯示器(EGD)。在另一非詳盡的示例中，可穿戴裝置可以通過附連裝置安裝在用戶的身體上，例如，使用臂環(huán)將智能電話或平板附連到用戶的手臂，將可穿戴裝置包含在用戶的衣物中，或者使用系索將可穿戴裝置掛在用戶的頸部。

圖4和圖10中示出的執(zhí)行這里針對(duì)圖2、圖3和圖5A至圖9C描述的操作的設(shè)備、單元、模塊、裝置和其他組件可由硬件組件實(shí)現(xiàn)。硬件組件的示例包括控制器、傳感器、產(chǎn)生器、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)人員已知的任何其他電子組件。在一個(gè)示例中，硬件組件通過計(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)。處理器或計(jì)算機(jī)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、可編程邏輯陣列、微處理器或本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的能夠以限定方式響應(yīng)并執(zhí)行指令以實(shí)現(xiàn)期望結(jié)果的任何其他裝置或裝置的組合)來實(shí)現(xiàn)。在一個(gè)示例中，處理器或計(jì)算機(jī)包括(或連接到)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)和運(yùn)行在OS上的一個(gè)或多個(gè)軟件應(yīng)用)以執(zhí)行這里針對(duì)圖2、圖3和圖5A至圖9C描述的操作。硬件組件還響應(yīng)于指令或軟件的執(zhí)行訪問、操控、處理、創(chuàng)建和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。為簡(jiǎn)單起見，單數(shù)術(shù)語“處理器”或“計(jì)算機(jī)”可在這里描述的示例的描述中使用，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，或者包括這兩種形式。在一個(gè)示例中，硬件組件包括多個(gè)處理器，而在另一示例中，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何一個(gè)或多個(gè)，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)多處理和多指令多數(shù)據(jù)(MIMD)多處理。

在圖2、圖3和圖5A至圖9C中示出的執(zhí)行這里針對(duì)圖2、圖3和圖5A至圖9C描述的操作的方法通過如上所述的執(zhí)行指令或軟件以執(zhí)行這里描述的操作的處理器或計(jì)算機(jī)執(zhí)行。

控制處理器或計(jì)算機(jī)以實(shí)現(xiàn)硬件組件并執(zhí)行如上所述的方法的指令或軟件被寫為計(jì)算機(jī)程序、代碼段、指令或它們的任何組合，用于單獨(dú)或共同指示或配置處理器或者計(jì)算機(jī)作為機(jī)器或?qū)Ｓ糜?jì)算機(jī)操作，以執(zhí)行如上所述的由硬件組件所執(zhí)行的操作和方法。在一個(gè)示例中，指令或軟件包括被處理器或計(jì)算機(jī)直接執(zhí)行的機(jī)器代碼，如編譯器產(chǎn)生的機(jī)器代碼。在另一示例中，指令或軟件包括被處理器或計(jì)算機(jī)使用解釋器執(zhí)行的高級(jí)代碼。本領(lǐng)域普通編程技術(shù)人員能夠容易地基于附圖中示出的方框圖或流程圖以及說明書中的相應(yīng)描述來編寫指令或軟件，這些方框圖或流程圖以及說明書中的相應(yīng)描述公開了用于執(zhí)行如上所述的由硬件組件所執(zhí)行的操作和方法的算法。

控制處理器或計(jì)算機(jī)以實(shí)現(xiàn)硬件組件并執(zhí)行如上所述的方法的指令或軟件、以及任何關(guān)聯(lián)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。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)人員公知的任何裝置，所述本領(lǐng)域普通技術(shù)人員公知的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關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)文件和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并能向處理器或計(jì)算機(jī)提供指令或軟件以及任何關(guān)聯(lián)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(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關(guān)聯(lián)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，以使指令和軟件以及任何關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)文件和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)被處理器或計(jì)算機(jī)以分布方式存儲(chǔ)、訪問和執(zhí)行。

雖然本公開包括具體示例，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將清楚，在不脫離權(quán)利要求及其等同物的精神和范圍的情況下，可以對(duì)這些示例進(jìn)行形式和細(xì)節(jié)上的各種改變。這里描述的示例被視為只具有描述性意義，而不用于限制的目的。每個(gè)示例中的特征和方面的描述被視為可適用于其它示例中的類似特征或方面。如果以不同的順序執(zhí)行描述的技術(shù)和/或如果描述的系統(tǒng)、架構(gòu)、裝置或電路中的組件以不同的方式組合和/或由其他組件及其等同物替換或補(bǔ)充，則可以得到合適的結(jié)果。因此，本公開的范圍不是由具體實(shí)施方式限定，而是由權(quán)利要求及其等同物限定，并且權(quán)利要求及其等同物的范圍內(nèi)的所有變化被解釋為包括在本公開中。