一種計算步頻的方法與裝置以及包含該裝置的可穿戴設(shè)備的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種步頻計算方法與裝置以及包含該裝置的可穿戴設(shè)備，所述方法包括：采集步驟，用于采集處于運動狀態(tài)的用戶的PPG信號和加速度信號；處理步驟，用于對所采集的PPG信號和加速度信號分別進行傅里葉處理，生成PPG頻譜和加速度頻譜；以及計算步驟，用于根據(jù)確定的頻峰點頻率來計算步頻。根據(jù)本發(fā)明實施方式的步頻計算方法與裝置以及包含該裝置的可穿戴設(shè)備，不需要通過步數(shù)計算步頻，避免了計步不準確帶來的所計算的步頻精度較差的問題，提高步頻計算的準確性，也提供了一種計算步頻的新方法。
【專利說明】
一種計算步頻的方法與裝置以及包含該裝置的可穿戴設(shè)備
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及運動量計算技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種步頻計算方法與裝置以及包含該裝置的可穿戴設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]目前的可穿戴設(shè)備(例如智能手表、智能手環(huán)等)普遍具有記錄步數(shù)、步頻的功能，其原理基本為:通過加速度傳感器檢測用戶垂直于地面的上下方向的加速度，并基于該檢測值的變化而對步數(shù)或身體運動進行計數(shù)得到步數(shù)，再通過步數(shù)對應(yīng)時間計算用戶的步頻。具體地，人類行走是一個準周期過程，在該過程中人體產(chǎn)生的振動也是準周期的，通過傳感器檢測振動(加速度)信號，振動(加速度)信號中滿足一定振幅(加速度變化)和時長的一個準周期，則被識別為一步并做統(tǒng)計。然后將統(tǒng)計的步數(shù)除以完成該步數(shù)對應(yīng)的時間，即得到步頻。顯然，這樣的計算步頻的方法主要依賴于所記錄的步數(shù)，
然而，現(xiàn)有的步數(shù)計算方法容易被噪聲、騎車等與步行具有相似加速度變化規(guī)律的運動等情況影響，而且在實際運動過程中，散步、慢跑、踱步、跑步等的加速度變化情況是不一樣的，且其中還摻雜了一些規(guī)律的或不規(guī)律的噪聲。此時，就難以區(qū)分規(guī)律的噪聲和規(guī)律的加速度變化，造成計步偏多或漏計步數(shù)，從而導致所計算出來的步頻也是不準確的。
[0003]因此，需要另外找到一種計算步頻的方法，最好是不基于步數(shù)統(tǒng)計計算步頻，由此能夠提高步頻計算的準確度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是為了克服以上所述的現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，提供一種不同于現(xiàn)有技術(shù)的計算步頻的方法與裝置以及包含該裝置的可穿戴設(shè)備。為了實現(xiàn)這一目的，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案如下。
[0005]根據(jù)本發(fā)明實施方式的第一個方面，提供一種步頻計算方法，包括:采集步驟，用于采集處于運動狀態(tài)的用戶的PPG信號和加速度信號；處理步驟，用于對所采集的PPG信號和加速度信號分別進行傅里葉處理，生成PPG頻譜和加速度頻譜；以及計算步驟，將PPG頻譜中的最高峰定為基頻點頻峰，如果在PPG頻譜的基頻點和二倍頻點附近存在頻峰，并且在加速度頻譜中的相應(yīng)頻點附近也存在頻峰，則利用PPG頻譜二倍頻點附近的頻峰點的頻率來計算步頻;或者，如果在PPG頻譜的基頻點和半頻點附近存在頻峰，并且在加速度頻譜中的相應(yīng)頻點附近也存在頻峰，則利用PPG頻譜基頻點的頻率來計算步頻。
[0006]根據(jù)一個實施例，在所述計算步驟中，如果在加速度頻譜中的相應(yīng)頻點附近不存在頻峰，則將加速度頻譜中的最高峰定為基頻點頻峰，如果在加速度頻譜的基頻點和二倍頻點附近存在頻峰，并且在PPG頻譜中的相應(yīng)頻點附近也存在頻峰，則利用PPG頻譜二倍頻點附近的頻峰點的頻率來計算步頻;或者，如果在加速度頻譜的基頻點和半頻點附近存在頻峰，并且在PPG頻譜中的相應(yīng)頻點附近也存在頻峰，則利用PPG頻譜基頻點附近的頻峰點的頻率來計算步頻。
[0007]根據(jù)再一個實施例，可選的是，所述的步頻計算方法還包括判斷步驟，通過運動傳感器，來判斷所述用戶當前是否處于運動狀態(tài)。
[0008]根據(jù)又一個實施例，可選的是，所述的步頻計算方法還包括提醒步驟，用于如果在計算步驟中找不到相應(yīng)的頻峰來計算步頻時，提醒用戶步頻混亂。
[0009]根據(jù)另一個實施例，優(yōu)選的是，在PPG頻譜和加速度頻譜其中之一確定基頻點頻峰后，其半頻點附近和二倍頻點附近的頻峰應(yīng)大于基頻點頻峰的第一預(yù)定百分比，而在另一頻譜中相應(yīng)頻點附近的頻峰應(yīng)分別占據(jù)頻譜能量的第二預(yù)定百分比。
[0010]根據(jù)再又一個實施例，優(yōu)選的是，其中頻點的范圍不超過最大可能步頻。
[0011 ]根據(jù)本發(fā)明實施方式的第二個方面，提供一種步頻計算裝置，包括:采集模塊，用于采集處于運動狀態(tài)的用戶的PPG信號和加速度信號；處理模塊，用于對所采集的PPG信號和加速度信號分別進行傅里葉處理，生成PPG頻譜和加速度頻譜；以及計算模塊，將PPG頻譜中的最高峰定為基頻點頻峰，如果在PPG頻譜的基頻點和二倍頻點附近存在頻峰，并且在加速度頻譜中的相應(yīng)頻點附近也存在頻峰，則利用PPG頻譜二倍頻點附近的頻峰點的頻率來計算步頻;或者，如果在PPG頻譜的基頻點和半頻點附近存在頻峰，并且在加速度頻譜中的相應(yīng)頻點附近也存在頻峰，則利用PPG頻譜基頻點的頻率來計算步頻。
[0012]根據(jù)一個實施例，如果在加速度頻譜中的相應(yīng)頻點附近不存在頻峰，則將加速度頻譜中的最高峰定為基頻點頻峰，如果在加速度頻譜的基頻點和二倍頻點附近存在頻峰，并且在PPG頻譜中的相應(yīng)頻點附近也存在頻峰，則利用PPG頻譜二倍頻點附近的頻峰點的頻率來計算步頻;或者，如果在加速度頻譜的基頻點和半頻點附近存在頻峰，并且在PPG頻譜中的相應(yīng)頻點附近也存在頻峰，則利用PPG頻譜基頻點附近的頻峰點頻率來計算步頻。
[0013]根據(jù)再一個實施例，可選的是，所述的步頻計算裝置還包括判斷模塊，用于判斷用戶當前是否處于運動狀態(tài)。
[0014]根據(jù)又一個實施例，可選的是，所述的步頻計算裝置還包括提醒模塊，用于如果所述計算模塊在計算步頻過程中找不到相應(yīng)的頻峰來計算步頻時，提醒步頻混亂。
[0015]根據(jù)本發(fā)明實施方式的第三個方面，提供一種可穿戴設(shè)備，包括根據(jù)本發(fā)明實施方式的第二個方面所述的步頻計算裝置。
[0016]根據(jù)本發(fā)明實施方式的步頻計算方法與裝置以及包含該裝置的可穿戴設(shè)備，不需要通過步數(shù)計算步頻，避免了計步不準確帶來的所計算的步頻精度較差的問題，提高步頻計算的準確性，也提供了一種計算步頻的新方法。
[0017]下面將結(jié)合附圖并通過實施例對本發(fā)明進行具體說明，其中相同或基本相同的部件采用相同的附圖標記指示。
【附圖說明】
[0018]圖1為根據(jù)本發(fā)明一個實施例的步頻計算方法的示意性流程圖；
圖2a和圖2b分別是在一個實例中已采集得到的處于運動狀態(tài)的用戶一段時間的PPG信號和加速度信號經(jīng)過快速傅里葉處理后得到頻譜圖；
圖3a和圖3b分別是在又一個實例中已采集得到的處于運動狀態(tài)的用戶一段時間的PPG信號和加速度信號經(jīng)過快速傅里葉處理后得到頻譜圖；
圖4是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的一種步頻計算裝置的示意性結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實施方式】
[0019]皮膚內(nèi)血液情況是隨心臟搏動而跟隨變化的，通過發(fā)射綠光照亮皮膚表層，光電傳感器接收反射光的強度變化，可分析人體的心跳情況。當人體處于運動狀態(tài)時，皮膚內(nèi)血液情況除隨心跳變化外，也隨人體運動而變化。按照人體行為習慣分析，人體在進行運動時，除下肢交替行走產(chǎn)生周期性的運動外，上肢隨之也會發(fā)生周期性的擺動，因此會引起由于運動抖動產(chǎn)生的血液抖動的情況。所以，用戶將可穿戴設(shè)備佩戴于手部，當用戶處于運動狀態(tài)時，光電傳感器檢測到的光電信號里包含了心臟搏動引起的皮膚充血的信息和運動抖動產(chǎn)生的血液抖動的信息。
[0020]包含心臟搏動引起的皮膚充血的信息和運動抖動產(chǎn)生的血液抖動的信息的PPG(光電容積描記)信號與僅包含心臟搏動引起的皮膚充血的信息的PPG信號相比，明顯的特征是:周期性出現(xiàn)區(qū)別于心率峰的高峰(此處高峰可能為運動或心率+運動疊加造成的峰)，在對PPG信號進行傅里葉處理后得到的頻譜中可區(qū)分出原PPG信號中周期性出現(xiàn)的高峰的頻率。
[0021]對規(guī)律擺臂運動的信號傅里葉處理后，頻譜會出現(xiàn)一組頻譜能量相對集中且頻點坐標成兩倍關(guān)系的峰，如:基頻峰和倍頻峰，或半頻峰和基頻峰。其中無論是心率信號還是運動信號(運動信號+心率信號的疊加信號)都會出現(xiàn)這樣的一組峰，所以通過反復(fù)對照PPG頻譜和加速度頻譜中必須同時存在的兩組頻率相近的峰(基頻峰和二倍頻峰，或半頻峰和基頻峰)，可確定所用于計算步頻的峰是運動信號(運動信號+心率信號的疊加信號)的峰，由此可提高計算步頻的準確性。由于人在走路時，擺手頻率為步頻的一半，即擺手一次行走兩步，因此計算步頻時，可以PPG頻譜中頻譜能量相對集中且頻點坐標成兩倍關(guān)系的一組峰中頻點坐標更大的峰的峰值點坐標計算步頻。
[0022]如圖1所示，為根據(jù)本發(fā)明一個實施例的步頻計算方法的示意性流程圖，主要包括:采集步驟S200，處理步驟S300，以及計算步驟S400 ；在另一個實施例中，還可選地包括判斷步驟SlOO ；在又一個實施例中，還可選地包括提醒步驟S500。
[0023]其中在判斷步驟SlOO中，通過運動傳感器，來判斷所述用戶當前是否處于運動狀態(tài)。在一個實施例中，所述運動傳感器例如為加速度傳感器(可與下述的采集步驟使用同一加速度傳感器)，通過持續(xù)采集用戶的加速度，來分析加速度變化情況，進而判斷用戶的當前狀態(tài)為非運動狀態(tài)或運動狀態(tài)。在一個實施例中，舉例來說，加速度傳感器采集用戶加速度，如果采樣率例如是25Hz，每25筆數(shù)據(jù)進行一次變化量累加和計算，相鄰兩筆采樣數(shù)據(jù)相減取絕對值然后求和，作為I秒的運動等級。每I秒的數(shù)據(jù)作為一個單位，每存夠4筆取一次平均(以最近4筆計算)，作為“最近4秒運動等級”。將最近4秒運動等級與預(yù)定閾值相比，若最近4秒運動等級大于等于預(yù)定閾值，則認為用戶處于運動狀態(tài)，可以開始計算用戶步頻；否則認為用戶處于非運動狀態(tài)，不計算用戶步頻。其中預(yù)定閾值為根據(jù)大量人體活動數(shù)據(jù)分析得到的經(jīng)驗值，例如在一個實施例中，通過實際數(shù)據(jù)分析，可將該預(yù)定閾值定為200。
[0024]采集步驟S200用于采集處于運動狀態(tài)的用戶的PPG信號和加速度信號，例如，通過光電傳感器可持續(xù)采集用戶的PPG信號，通過加速度傳感器采集加速度信號。處理步驟S300用于對所采集的PPG信號和加速度信號分別進行傅里葉處理，生成PPG頻譜和加速度頻譜；其中在一個實施例中，所述傅里葉處理為快速傅里葉變換。
[0025]在計算步驟S400中，考慮無論人體處于任何一種運動狀態(tài)，步頻總存在一個極限值，超過該極限值的步頻一般不可能出現(xiàn)的。所以在頻譜取峰值點坐標與頻譜分析以及計算步頻的過程中，可以進行區(qū)間限制。例如，在一個實施例中，若設(shè)定人的極限步頻為300step/min，S卩5step/s，貝Ij應(yīng)限定在區(qū)間[0,5]取峰值點坐標進行分析、計算步頻。
[0026]PPG頻譜中，在橫坐標(以Hz為單位)上一定區(qū)間(如[O，5])中，取頻譜中最高峰(SP基頻點頻峰)的峰值點坐標(a，b)，在二倍頻點附近或半頻點附近尋找是否有頻峰，其峰值應(yīng)該大于基頻點頻峰的第一預(yù)定百分比，例如在一個實施例中設(shè)定為大于基頻點頻峰(即最高峰)的30%左右(當然在其他實施例中也可將該值設(shè)定為20%、25%、35%等等，下同)；其中“附近”的變化范圍在一個實施例中可以設(shè)定為±0.1左右(當然，不排除在其他實施例中也可將該值設(shè)定為±0.15等等，下同)，于是，所尋找的頻峰的橫坐標應(yīng)落在區(qū)間[2a-0.1，2a+0.1]或區(qū)間[0.5&-0.1，0.5&+0.1]內(nèi):
如果在PPG頻譜中存在有一個頻峰的峰值點坐標的橫坐標落在區(qū)間[2a-0.1，2a+0.1]內(nèi)，其中O< 2a+0.1 < 5;并且，在加速度頻譜中相應(yīng)的基頻點附近和二倍頻點附近也分別存在有頻峰，其頻峰應(yīng)各自占據(jù)頻譜能量的第二預(yù)定百分比，例如在一個實施例中設(shè)定為大于頻譜能量的15%左右(當然在其他實施例中也可將該值設(shè)定為10%、20%等等，下同)；其中“附近”的變化范圍在一個實施例中可以設(shè)定為±0.2左右(當然，不排除在其他實施例中也可將該值設(shè)定為±0.15、±0.25等等，下同)，也就是存在有兩個峰的峰值點坐標的橫坐標分別落在區(qū)間[a_0.2，a+0.2](即基頻點附近)和[2a_0.2，2a+0.2](即二倍頻點附近)內(nèi)，其中O彡2a+0.2^5；于是，則取PPG頻譜中橫坐標落在區(qū)間[2a-0.1，2a+0.1 ]的頻峰點的頻率來計算步頻，如果該峰值點的坐標為(c，d)，則步頻=60c(step/min)；實際上，PPG頻譜二倍頻點附近的頻峰點的頻率即為步頻，利用其計算步頻也就是將所述頻率乘以60從而轉(zhuǎn)換為每分鐘的步數(shù)；
如果在PPG頻譜中存在有一個頻峰的峰值點坐標的橫坐標落在區(qū)間[0.5a-0.1，0.5a+
0.1 ]內(nèi)；并且，在加速度頻譜中相應(yīng)的基頻點附近和半頻點附近也分別存在有頻峰，其頻峰應(yīng)各自占據(jù)頻譜能量的第二預(yù)定百分比，例如在一個實施例中設(shè)定為大于頻譜能量的15%左右，其中“附近”的變化范圍在一個實施例中可以設(shè)定為±0.2左右，也就是存在有兩個峰的峰值點坐標的橫坐標分別落在區(qū)間[a-0.2，a+0.2](即基頻點附近)和[0.5a_0.2, 0.5a+0.2](即半頻點附近)內(nèi)，于是，則取PPG頻譜中基頻點的頻率來計算步頻;如上面所述，該峰值點的坐標為(a，b)，于是步頻=60a(step/min);實際上，PPG頻譜基頻點的頻率即為步頻，利用其計算步頻也就是將所述頻率乘以60從而轉(zhuǎn)換為每分鐘的步數(shù)。
[0027]在上述實施例中，在尋找最高峰后尋找另外一峰時，要求此峰峰值大于最高峰的第一預(yù)定百分比(例如30%)，是為了降低將噪音引起的干擾峰納入計算的可能性，提高計算步頻的準確性。為了保證所尋找的一組峰(基頻峰和倍頻峰)在頻譜圖中是明顯的峰，排除干擾峰，提高運動峰(運動+心率疊加峰)的識別率，所尋找的基頻峰和倍頻峰的峰值要求各自占據(jù)頻譜能量的第二預(yù)定百分比(例如15%)以上。
[0028]在上述過程中，如果在PPG頻譜中確定最高峰(即基頻點頻峰)后，在二倍頻點附近或半頻點附近都不存在頻峰，也就是找不到相應(yīng)的頻峰來進行步頻計算時，則按照一個實施例，通過提醒步驟S500向用戶提示步頻混亂。
[0029]如果在PPG頻譜中確定最高峰(即基頻點頻峰)后，在二倍頻點附近或半頻點附近存在有頻峰，但在加速度頻譜中的相應(yīng)頻點附近不存在頻峰，按照上述實施例，也就是在加速度頻譜的區(qū)間[&-0.2，&+0.2]和[2&-0.2，2&+0.2]或者[&-0.2，&+0.2]和[0.5&-0.2，0.5&+0.2]不存在相應(yīng)的頻峰，則按照一個實施例，計算步驟可轉(zhuǎn)入下述過程:
加速度頻譜中，在橫坐標(以Hz為單位)上一定區(qū)間(如[O，5])中，取頻譜中最高峰(SP基頻點頻峰)的峰值點坐標(m，n)，在二倍頻點附近或半頻點附近尋找是否有一個頻峰，其峰值應(yīng)該大于基頻點頻峰的第一預(yù)定百分比，例如在一個實施例中設(shè)定為大于最高峰的30%左右;其中“附近”的變化范圍在一個實施例中可以設(shè)定為±0.1左右，于是，所尋找的頻峰的橫坐標應(yīng)落在區(qū)間[2m-0.1，2m+0.1]或區(qū)間[0.5m_0.1,0.5m+0.1]內(nèi):
如果在加速度頻譜中存在有一個頻峰的峰值點坐標的橫坐標落在區(qū)間[2m -0.1,2m +0.1 ]內(nèi)，其中O < 2m+0.1 < 5;并且，在PPG頻譜中相應(yīng)的基頻點附近和二倍頻點附近也分別存在有頻峰，其頻峰應(yīng)各自占據(jù)頻譜能量的第二預(yù)定百分比，例如在一個實施例中設(shè)定為大于頻譜能量的15%左右，其中“附近”的變化范圍在一個實施例中可以設(shè)定為±0.2左右，也就是存在有兩個峰的峰值點坐標的橫坐標分別落在區(qū)間[m-0.2，m+0.2](即基頻點附近)和[2m-0.2，2m+0.2](即二倍頻點附近)內(nèi)，其中O<2m+0.2彡5;于是，則取PPG頻譜中橫坐標落在區(qū)間[2m-0.2，2m+0.2]的頻峰點的頻率來計算步頻，如果該峰值點的坐標為(P，q)，則步頻=60p( step/min)；實際上，PPG頻譜二倍頻點附近的頻峰點的頻率即為步頻，利用其計算步頻也就是將所述頻率乘以60從而轉(zhuǎn)換為每分鐘的步數(shù)；
如果在加速度頻譜中存在有一個頻峰的峰值點坐標的橫坐標落在區(qū)間[0.5m-0.1，
0.5m+0.1 ]內(nèi)；并且，在PPG頻譜中相應(yīng)的基頻點附近和半頻點附近也分別存在有頻峰，其頻峰應(yīng)各自占據(jù)頻譜能量的第二預(yù)定百分比，例如在一個實施例中設(shè)定為大于頻譜能量的15%左右，其中“附近”的變化范圍在一個實施例中可以設(shè)定為土 0.2左右，也就是存在有兩個峰的峰值點坐標的橫坐標分別落在區(qū)間[m-0.2，m+0.2]和[0.5m_0.2, 0.5m+0.2]內(nèi)；于是，則取PPG頻譜中基頻點附近(即區(qū)間[m-0.2，m+0.2]內(nèi))的頻峰的頻率來計算步頻，如該峰值點的坐標為(r，s)，于是步頻=60r(step/min);實際上，PPG頻譜基頻點附近的頻峰的峰值點頻率即為步頻，利用其計算步頻也就是將所述頻率乘以60從而轉(zhuǎn)換為每分鐘的步數(shù)。
[0030]在上述過程中，如果在加速度頻譜中確定最高峰(即基頻點頻峰)后，在二倍頻點附近或半頻點附近都不存在頻峰，也就是找不到相應(yīng)的頻峰來進行步頻計算時，則按照一個實施例，通過提醒步驟S500向用戶提示步頻混亂;如果在PPG頻譜中的相應(yīng)頻點附近不存在頻峰，使得步頻計算無法進行時，同樣通過提醒步驟S500向用戶提示步頻混亂。
[0031]如圖2a和圖2b所示，分別是在一個實例中已采集得到的處于運動狀態(tài)的用戶一段時間的PPG信號和加速度信號經(jīng)過快速傅里葉處理后得到的頻譜圖。兩個頻譜圖中，在相同的橫坐標附近均會分布有一組峰(基頻峰、二倍頻峰)，這組峰與運動相關(guān)。在圖2a所示的PPG頻譜圖上，除了與運動相關(guān)的峰，還會存在以下單純的心率峰或干擾峰。因此，在按照本發(fā)明的實施例中，再增加通過加速度頻譜圖輔助確認在PPG上尋找的峰是運動造成的峰的步驟，確認所尋找的峰是運動峰或運動、心率疊加峰；另外，在尋找另一圖譜的相同分布的一組峰時對頻譜能量進行限制，就是為了避免:當如圖2a的PPG頻譜圖中有大量其他峰時，將非運動的峰篩選出來，減少出錯率。在此示范例中，步頻=2.844*60=170.64(step/min)。
[0032]如圖3a和圖3b所示，分別是在又一個實例中已采集得到的處于運動狀態(tài)的用戶一段時間的PPG信號和加速度信號經(jīng)過快速傅里葉處理后得到的頻譜圖。兩個頻譜圖中，在相同的橫坐標附近均會分布有一組峰(基頻峰、半頻峰)，這組峰與運動相關(guān)。如圖3a所示的PPG頻譜圖比較干凈，容易分辨出這樣的一組峰，可推測認為心率跟運動基本是疊加的，這一類型的PPG頻譜圖易于分析步頻，單純通過PPG頻譜圖就可以分析步頻。然而，如出現(xiàn)圖2a所示的那一類型的PPG頻譜圖，為了提高分析結(jié)果的準確性，需要結(jié)合加速度頻譜圖以輔助進行分析。在此示范例中，步頻=2.747*60=164.82(step/min)。
[0033]如圖4所示，是按照本發(fā)明一個實施例的一種步頻計算裝置400的示意性結(jié)構(gòu)框圖，主要包括:采集模塊404，處理模塊406，以及計算模塊408;在另一個實施例中，還可選地包括判斷模塊402;在又一個實施例中，還可選地包括提醒模塊410。這些模塊可以通過軟件、硬件、固件或者其組合來實現(xiàn)。其中:
-判斷模塊402用于執(zhí)行步驟SlOO;
-采集模塊404用于執(zhí)行步驟S200;
-處理模塊406用于執(zhí)行步驟S300;
-計算模塊408用于執(zhí)行步驟S400;以及 -提醒模塊410用于執(zhí)行步驟S500。
[0034]按照上述實施例的步頻計算裝置400可實現(xiàn)在各種可穿戴設(shè)備中，例如智能手表、手環(huán)、腳環(huán)等等，并且可與可穿戴設(shè)備中的處理器、加速度傳感器、光電傳感器、顯示器、語音播放裝置等等結(jié)合來實現(xiàn)。
[0035]以上通過具體的實施例對本發(fā)明進行了說明，但本發(fā)明并不限于這些具體的實施例。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，還可以對本發(fā)明做各種修改、等同替換、變化等等，例如將上述實施例中的一個步驟或模塊分為兩個或更多個步驟或模塊來實現(xiàn)，或者相反，將上述實施例中的兩個或更多個步驟或模塊的功能放在一個步驟或模塊中來實現(xiàn)。但是，這些變換只要未背離本發(fā)明的精神，都應(yīng)在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。另外，本申請說明書和權(quán)利要求書所使用的一些術(shù)語并不是限制，僅僅是為了便于描述。此外，以上多處所述的“一個實施例”、“另一個實施例”等等表示不同的實施例，當然也可以將其全部或部分結(jié)合在一個實施例中。
【主權(quán)項】
1.一種步頻計算方法，其特征在于，包括: 采集步驟，用于采集處于運動狀態(tài)的用戶的PPG信號和加速度信號； 處理步驟，用于對所采集的PPG信號和加速度信號分別進行傅里葉處理，生成PPG頻譜和加速度頻譜；以及 計算步驟，將PPG頻譜中的最高峰定為基頻點頻峰，如果在PPG頻譜的基頻點和二倍頻點附近存在頻峰，并且在加速度頻譜中的相應(yīng)頻點附近也存在頻峰，則利用PPG頻譜二倍頻點附近的頻峰點的頻率來計算步頻;或者，如果在PPG頻譜的基頻點和半頻點附近存在頻峰，并且在加速度頻譜中的相應(yīng)頻點附近也存在頻峰，則利用PPG頻譜基頻點的頻率來計算步頻。2.如權(quán)利要求1所述的步頻計算方法，其特征在于:在所述計算步驟中，如果在加速度頻譜中的相應(yīng)頻點附近不存在頻峰，則將加速度頻譜中的最高峰定為基頻點頻峰，如果在加速度頻譜的基頻點和二倍頻點附近存在頻峰，并且在PPG頻譜中的相應(yīng)頻點附近也存在頻峰，則利用PPG頻譜中二倍頻點附近的頻峰點的頻率來計算步頻;或者，如果在加速度頻譜的基頻點和半頻點附近存在頻峰，并且在PPG頻譜中的相應(yīng)頻點附近也存在頻峰，則利用PPG頻譜基頻點附近的頻峰點頻率來計算步頻。3.如權(quán)利要求1或2所述的步頻計算方法，其特征在于，還包括: 判斷步驟，通過運動傳感器，來判斷用戶當前是否處于運動狀態(tài)。4.如權(quán)利要求1或2所述的步頻計算方法，其特征在于，還包括: 提醒步驟，用于如果在計算步驟中找不到相應(yīng)的頻峰來計算步頻時，提醒用戶步頻混舌L。5.如權(quán)利要求1或2所述的步頻計算方法，其特征在于:在PPG頻譜和加速度頻譜其中之一確定基頻點頻峰后，其半頻點附近和二倍頻點附近的頻峰應(yīng)大于基頻點頻峰的第一預(yù)定百分比，而在另一頻譜中相應(yīng)頻點附近的頻峰應(yīng)分別占據(jù)頻譜能量的第二預(yù)定百分比以上。6.如權(quán)利要求1或2所述的步頻計算方法，其特征在于:其中頻點的范圍不超過最大可能步頻。7.一種步頻計算裝置，其特征在于，包括: 采集模塊，用于采集處于運動狀態(tài)的用戶的PPG信號和加速度信號； 處理模塊，用于對所采集的PPG信號和加速度信號分別進行傅里葉處理，生成PPG頻譜和加速度頻譜；以及 計算模塊，將PPG頻譜中的最高峰定為基頻點頻峰，如果在PPG頻譜的基頻點和二倍頻點附近存在頻峰，并且在加速度頻譜中的相應(yīng)頻點附近也存在頻峰，則利用PPG頻譜二倍頻點附近的頻峰點的頻率來計算步頻;或者，如果在PPG頻譜的基頻點和半頻點附近存在頻峰，并且在加速度頻譜中的相應(yīng)頻點附近也存在頻峰，則利用PPG頻譜基頻點的頻率來計算步頻。8.如權(quán)利要求7所述的步頻計算裝置，其特征在于:如果在加速度頻譜中的相應(yīng)頻點附近不存在頻峰，則將加速度頻譜中的最高峰定為基頻點頻峰，如果在加速度頻譜的基頻點和二倍頻點附近存在頻峰，并且在PPG頻譜中的相應(yīng)頻點附近也存在頻峰，則利用PPG頻譜二倍頻點附近的頻峰點的頻率來計算步頻;或者，如果在加速度頻譜的基頻點和半頻點附近存在頻峰，并且在PPG頻譜中的相應(yīng)頻點附近也存在頻峰，則利用PPG頻譜基頻點附近的頻峰點頻率來計算步頻。9.如權(quán)利要求7或8所述的步頻計算裝置，其特征在于，還包括: 判斷模塊，用于判斷用戶當前是否處于運動狀態(tài)。10.如權(quán)利要求7或8所述的步頻計算裝置，其特征在于，還包括: 提醒模塊，用于如果所述計算模塊在計算步頻過程中找不到相應(yīng)的頻峰來計算步頻時，提醒用戶步頻混亂。11.一種可穿戴設(shè)備，其特征在于:包括如權(quán)利要求7至10中任一項所述的步頻計算裝置。
【文檔編號】A61B5/00GK105962945SQ201610434145
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年6月18日
【發(fā)明人】林昔謙, 肖朝亮
【申請人】廣東樂心醫(yī)療電子股份有限公司