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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201810297974.9 (22)申请日 2018.03.30 (71)申请人 广东思派康电子科技有限公司 地址 523000 广东省东莞市松山湖高新技 术产业开发区工业南路6号1栋5楼 (72)发明人 陈洪太 叶志辉 (74)专利代理机构 东莞市华南专利商标事务所 有限公司 44215 代理人 刘克宽 (51)Int.Cl. A61B 5/024(2006.01) (54)发明名称 心率检测修正的方法、 装置、 存储介质和系 统 (57)摘要 本发明涉及心率检索领域， 尤其。
2、是一种心率 检测修正系统， 系统上设有处理器和计算机可读 存储介质， 该计算机可读存储介质上的计算机程 序可被处理器执行， 通过将用户当前的运动强度 和PPG信号进行频谱差值运算， 并运用谱峰跟踪 机制来定位出测试心率HR2； 通过事先存储的对 应关系曲线来确定预估心率HR1； 然后对预估心 率HR1和测试心率HR2的加权修正， 从而获得更为 准确的修正心率HR3， 改善因非规律性运动引起 的心率预估不准确问题。 权利要求书2页 说明书3页 附图2页 CN 108903929 A 2018.11.30 CN 108903929 A 1.一种心率检测修正的方法， 包括： 频域变换步骤： 分别对用。
3、户当前的运动强度和PPG信号进行频域变换； 测试步骤： 用当前运动强度的频谱与当前PPG信号的频谱进行差值运算， 在运算得到的 频谱中取最高峰所对应的频率作为用户的测试心率HR2； 其特征是还包括以下步骤： 预估步骤： 根据预存的运动强度与心率的对应关系和用户的当前运动强度确定预估心 率HR1； 在测试步骤之后执行的修正步骤： 把预估心率HR1和测试心率HR2进行加权和运算从而 获得修正心率HR3。 2.根据权利要求1所述的一种心率检测修正的方法， 其特征是， 在预估步骤中， 获得对 应关系的方式具体为： 测试不同人在不同运动状态下的运动强度和心率， 用全部运动强度 和心率进行拟合， 从而得出。
4、运动强度与心率之间的对应关系。 3.根据权利要求2所述的一种心率检测修正的方法， 其特征是， 在预估步骤中， 用最小 二乘法进行拟合。 4.根据权利要求1、 2或3所述的一种心率检测修正的方法， 其特征是， 所述运动强度的 测试方式具体为： 用n轴加速度传感器采集用户运动时的n轴数据h1(i)、 h2(i)hn(i)， 计 算第i秒内的运动强度其中F为采样率。 5.一种心率检测修正的装置， 包括： 频域变换装置： 分别对用户当前的运动强度和PPG信号进行频域变换； 测试装置： 用当前运动强度的频谱与当前PPG信号的频谱进行差值运算， 在运算得到的 频谱中取最高峰所对应的频率作为用户的测试心率H。
5、R2； 其特征是还包括以下装置： 预估装置： 根据预存预估的运动强度与心率的对应关系和用户的当前运动强度确定预 估心率HR1； 在测试装置之后执行的修正装置： 把预估心率HR1和测试心率HR2进行加权和运算从而 获得修正心率HR3。 6.根据权利要求5所述的一种心率检测修正的装置， 其特征是， 预估装置获得对应关系 的方式具体为： 测试不同人在不同运动状态下的运动强度和心率， 用全部运动强度和心率 进行拟合， 从而得出运动强度与心率之间的对应关系。 7.根据权利要求6所述的一种心率检测修正的装置， 其特征是， 预估装置用最小二乘法 进行拟合。 8.根据权利要求5、 6或7所述的一种心率检测修正。
6、的装置， 其特征是， 所述运动强度的 测试方式具体为： 用n轴加速度传感器采集用户运动时的n轴数据h1(i)、 h2(i)hn(i)， 计 算第i秒内的运动强度其中F为采样率。 9.一种计算机可读存储介质， 其存储有计算机程序， 其特征是， 该程序被处理器执行时 实现如权利要求1-4任一项所述的心率检测修正的方法。 10.心率检测修正系统， 包括加速度传感器、 PPG信号检测装置和处理器， 处理器分别电 权 利 要 求 书 1/2 页 2 CN 108903929 A 2 连接加速度传感器和PPG信号检测装置， 其特征是： 还包括如权利要求9所述的计算机可读 存储介质， 该介质中的程序可在处理。
7、器上运行。 权 利 要 求 书 2/2 页 3 CN 108903929 A 3 心率检测修正的方法、 装置、 存储介质和系统 技术领域 0001 本发明涉及心率检索领域， 尤其是一种心率检测修正系统， 系统上设有处理器和 计算机可读存储介质， 该计算机可读存储介质上的计算机程序可被处理器执行。 背景技术 0002 心率检测功能， 在智能穿戴产品上， 已经比较常见了， 对运动人群或者心脏健康疾 病患者来说有很重要的意义。 目前市面上的智能穿戴产品， 绝大部分都是采用PPG血液容积 法来测量的， PPG信号检测装置通过发射绿光或者红外光， 照射到人的皮肤表面， 根据血液 对光线的不同吸收程度， 。
8、光电传感器接收到的反射光强度也不同， 从而根据该波形， 分析获 得心率。 0003 然而， 在剧烈运动下仅依靠PPG信号进行心率分析， 是远远不够的， 算法准确度会 很差。 故现有技术中出现用加速度传感器来辅助进行运动干扰消除的方法， 具体为PPG信号 检测装置和加速度传感器采集用户的PPG信号及加速度信号， 然后将这两个信号在频谱上 进行差值运算以去除运动噪声所产生的信号， 再根据谱峰跟踪机制精确地定位出心率频率 点。 但上述的频域变换干扰消除方法仅适用于比较规律性运动， 原因是只有在规律性运动 的情况下， 加速度信号与心率在频谱上才会呈现较为理想的同步性， 故减法运算能较好的 消除干扰， 。
9、而如果是非规律性运动， 由于这两个信号在频谱上的同步性较差， 此时减法运算 就会消除得不干净， 此时再用谱峰跟踪机制去定位就可能存在偏差。 发明内容 0004 本发明的目的是提高心率检测的准确度。 0005 为此提供一种心率检测修正系统， 包括加速度传感器、 PPG信号检测装置、 计算机 可读存储介质和处理器， 加速度传感器和PPG信号检测装置分别采集用户的加速度信号和 PPG信号给处理器， 处理器根据加速度信号和PPG信号去运行计算机可读存储介质中的程 序， 当程序被运行时， 执行以下确定的步骤， 包括： 0006 频域变换步骤： 分别对用户当前的运动强度和PPG信号进行频域变换； 0007。
10、 测试步骤： 用当前运动强度的频谱与当前PPG信号的频谱进行差值运算， 在运算得 到的频谱中取最高峰所对应的频率作为用户的测试心率HR2； 0008 预估步骤： 根据预存的运动强度与心率的对应关系和用户的当前运动强度确定预 估心率HR1； 0009 在测试步骤之后执行的修正步骤： 把预估心率HR1和测试心率HR2进行加权和运算 从而获得修正心率HR3。 0010 在预估步骤中， 获得对应关系的方式具体为： 测试不同人在不同运动状态下的运 动强度和心率， 用全部运动强度和心率进行拟合， 从而得出运动强度与心率之间的对应关 系。 0011 在预估步骤中， 用最小二乘法进行拟合。 说 明 书 1/3。
11、 页 4 CN 108903929 A 4 0012 所述运动强度的测试方式具体为： 用n轴加速度传感器采集用户运动时的n轴数据 h1(i)、 h2(i)hn(i)， 计算第i秒内的运动强度其中F 为采样率。 0013 有益效果： 0014 本发明通过将用户当前的运动强度和PPG信号进行频谱差值运算， 并运用谱峰跟 踪机制来定位出测试心率HR2； 通过事先存储的对应关系曲线来确定预估心率HR1； 然后对 预估心率HR1和测试心率HR2的加权修正， 从而获得更为准确的修正心率HR3， 改善因非规律 性运动引起的心率预估不准确问题。 附图说明 0015 利用附图对本发明创造作进一步说明， 但附图中。
12、的实施例不构成对本发明创造的 任何限制， 对于本领域的普通技术用户员， 在不付出创造性劳动的前提下， 还可以根据以下 附图获得其它的附图。 0016 图1是本发明的心率检测修正方法的流程图。 0017 图2是表征心率与运动强度之间关系的离散数据图。 0018 图3是将图2的离散点进行拟合后所得的对应关系曲线图。 0019 图4是三轴加速度传感器在三个方向上的运动强度图。 0020 图5是三轴加速度传感器对三个方向进行向量求模后所得的运动强度图。 具体实施方式 0021 结合以下实施例对本发明创造作进一步描述。 0022 图1为本实施例的修正流程图。 0023 事先， 处理器先统计不同的人在不同。
13、运动状态(包括规律性运动和非规律性运动) 下的运动强度和心率， 以全部的运动强度和心率为样本， 形成如图2所示的以横坐标为心率 值、 以纵坐标为运动强度的坐标轴。 由图2可见， 虽然每个人的运动强度不同， 但在总体上， 心率与运动强度之间的关系还是大同小异的。 故采用最小二乘法， 对图2中的离散点进行多 项式拟合， 从而得到图3中的对应关系曲线。 由于最小二乘法已应用多年， 本实施例中不再 对其实现原理及过程进行展开以免赘述， 但需注意的是之所以选用最小二乘法进行曲线拟 合， 是为了使所求得的预估数据与实际数据之间误差的平方和达到最小， 以提高准确度。 0024 统计过程中， 处理器主要通过P。
14、PG信号检测装置来获取用户的心率给处理器； 而关 于运动强度， 处理器主要通过内置的三轴加速度传感器来获取， 具体地， 用x(i)， y(i)， z(i) 代表同一时刻的三轴加速度传感器的三轴加速度数据， 这里以采样率为20Hz、 每1s计算一 次运动强度S(i)为例， 则第i秒内的运动强度为如下公式(1)： 0025 0026 三轴加速度传感器是检测X/Y/Z三个立体垂直空间的运动强度， 其检测方向有三 个， 由于佩戴方式、 运动幅度不同， 三轴加速度传感器并不能保证哪一个方向就一直处于最 大幅度， 如图4中X轴数据就明显偏小， 因此为使最终获得的运动强度具备一定的幅度， 需将 说 明 书 。
15、2/3 页 5 CN 108903929 A 5 三轴加速度数据代入至上述公式(1)， 以模拟空间向量求模的方式进行合并， 得到如图5所 示的具有较大信号强度的曲线波形， 进而获得所需的运动强度。 0027 获得对应关系曲线后， 处理器将对应关系曲线先储存在数据库中。 0028 当用户进行运动时， 处理器通过三轴加速度传感器采集用户当前的运动强度， 通 过PPG信号检测装置采集用户当前的PPG信号， 并分别对当前运动强度和当前PPG信号进行 FFT变换， 用当前运动强度的频谱与当前PPG信号的频谱进行差值运算， 在运算后的频谱中 取最高峰所对应的频率作为用户的测试心率HR2。 然后， 处理器再。
16、根据对应关系曲线来确定 当前运动强度所对应的预估心率HR1， 然后用如下公式(2)对预估心率HR1和测试心率HR2的 加权修正， 从而获得更贴合实际的修正心率HR3， 改善因非规律性运动引起的心率预估不准 确问题。 0029 HR3aHR1+(1-a)HR2 (2) 0030 公式(2)中， a是一个可变因子， 实际中可以根据不同的PPG信号检测装置来修正该 可变因子。 0031 最后应当说明的是， 以上实施例仅用以说明本发明创造的技术方案， 而非对本发 明创造保护范围的限制， 尽管参照较佳实施例对本发明创造作了详细地说明， 本领域的普 通技术人员应当理解， 可以对本发明创造的技术方案进行修改或者等同替换， 而不脱离本 发明创造技术方案的实质和范围。 说 明 书 3/3 页 6 CN 108903929 A 6 图1 图2 图3 说 明 书 附 图 1/2 页 7 CN 108903929 A 7 图4 图5 说 明 书 附 图 2/2 页 8 CN 108903929 A 8 。