CN103315728B - 心率检测和显示方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种心率检测和显示方法及其装置。该心率检测和显示方法包括以下步骤：获取当前时间点的瞬时心率值及瞬时信心值，并根据所述瞬时信心值获取当前时间的权重值；计算所述当前时间点的瞬时心率值及对应的权重值的积；判断所述积是否大于预设值；若是，将所述瞬时心率值作为当前时间点的输出心率值输出；若否，计算所述历史时间点的瞬时心率值及对应的权重值的积、以及当前时间点的瞬时心率值及权重值的积的加权和；判断加权和是否大于预设值，若是，则计算所述加权和与时间点的权重值和的比值；将所述比值作为当前时间点的输出心率值输出。上述心率检测和显示方法及其装置，得出的输出显示给用户的心率值较为准确，增强了用户的使用体验。

Description

心率检测和显示方法及其装置

技术领域

本发明涉及生命体征参数显示处理方法，特别涉及一种心率检测和显示方法及其装置。

背景技术

在用户运动时，通过检测装置的传感器检测用户的一些生理参数，如心率等，并显示给用户查看，以便用户了解其运动状态。由于运动过程中的震动，使得传感器检测、显示的参数不准确。传统的心率检测和显示方法主要有两种，一种是检测固定次数心跳的间隔时间，另一种是固定的时间间隔内检测心跳次数,然后对该间隔时间求倒数乘心跳次数计算得出心率。但是若检测的间隔时间很短或心跳次数很多，可能是传感器的误报，以致计算得出心跳达到每分钟180次等数据，或间隔时间很长或心跳次数很少，可能是传感器错过了数据，以致计算得出心跳每分钟只有10次等数据，这样计算得到的180或10的数据显示给用户，将大大影响用户的使用体验。

发明内容

基于此，有必要提供一种能提高数据准确性和可靠性的心率检测和显示方法。

一种心率检测和显示方法，包括以下步骤：

根据当前时间点的触发数据获取当前时间点的瞬时心率值及瞬时信心值，并根据所述瞬时信心值获取当前时间的权重值；

计算所述当前时间点的瞬时心率值及对应的权重值的积；

判断所述当前时间点的瞬时心率值及对应的权重值的积是否大于预设值；

若是，将所述当前时间点的瞬时心率值作为当前时间点的输出心率值进行输出；

若否，则获取历史时间点的瞬时心率值及对应的权重值,计算所述历史时间点的瞬时心率值及对应的权重值的积、以及所述历史时间点的瞬时心率值及对应的权重值的积与当前时间点的瞬时心率值及权重值的积的和，所述和为历史时间点和当前时间点的瞬时心率值的加权和；

判断所述加权和是否大于预设值，若是，则计算所述加权和与所述历史时间点的权重值的和的比值；其中所述获取的历史时间点为从当前时间点逐一地前推,直到所述加权和大于预设值；将所述比值作为当前时间点的输出心率值进行输出。

在其中一个实施例中，所述获取当前时间点的瞬时信心值的步骤之前，还包括步骤：

获取当前时间点向前推的预定个数历史时间点的瞬时心率值的中值，求取所述中值增加和减少预设百分比后所得的数值范围；

判断所述当前时间点的瞬时心率值是否在所述数值范围内，若是，则标记所述心跳有效，否则标记所述心跳无效。

在其中一个实施例中，所述预设百分比为20％～30％。

在其中一个实施例中，所述获取当前时间点的瞬时信心值的步骤包括：

根据用于计算的心跳个数所需的时间、信号强度、信号波形、用户当前物理状态、噪声参考信号、心率变化率、用户设置的运动模式、有效心跳数计算当前时间点的瞬时信心值。

在其中一个实施例中，还包括步骤：

记录用户在不同运动模式下的输出心率值并形成用户的个性化数据区间。

在其中一个实施例中，还包括步骤：

获取用户的运动模式；

获取任意时间点的瞬时心率值，判断所述瞬时心率值是否在与所述运动模式对应的用户的个性化数据区间内，若在，则输出该瞬时心率值；若不在，则消除所述瞬时心率值或修正所述瞬时心率值，得到输出心率值。

此外，还有必要提供一种能提高数据检测的准确性和可靠性的心率检测和显示装置。

一种心率检测和显示装置，包括：

获取模块，用于根据当前时间点的触发数据获取当前时间点的瞬时心率值及瞬时信心值，并根据所述瞬时信心值获取当前时间的权重值；

处理模块，用于计算所述当前时间点的瞬时心率值及对应的权重值的积；

判断模块，用于判断所述当前时间点的瞬时心率值及对应的权重值的积是否大于预设值；

输出模块，用于当判断所述当前时间点的瞬时心率值及对应的权重值的积大于预设值时，将所述当前时间点的瞬时心率值作为当前时间点的输出心率值进行输出；

所述处理模块还用于判断所述当前时间点的瞬时心率值及对应的权重值的积不大于预设值时，获取历史时间点的瞬时心率值及对应的权重值，计算所述历史时间点的瞬时心率值及对应的权重值的积、以及所述历史时间点的瞬时心率值及对应的权重值的积与当前时间点的瞬时心率值及权重值的积的和，所述和为历史时间点和当前时间点的瞬时心率值的加权和；

所述判断模块还用于判断所述加权和是否大于预设值；

所述处理模块还用于在所述加权和大于预设值时，计算所述加权和与所述历史时间点的权重值的和的比值；其中所述获取的历史时间点为从当前时间点逐一地前推,直到所述加权和大于预设值；

所述输出模块还用于将所述比值作为当前时间点的输出心率值进行输出。

在其中一个实施例中，还包括：

中值获取模块，用于获取当前时间点向前推的预定个数历史时间点的瞬时心率值的中值，求取所述中值增加和减少预设百分比后所得的数值范围；

所述判断模块用于判断所述当前时间点的瞬时心率值是否在所述数值范围内；

标记模块，用于当判断所述当前时间点的瞬时心率值在所述数值范围内时，则标记所述心跳有效，当判断所述当前时间点的瞬时心率值不在所述数值范围内时，标记所述心跳无效。

在其中一个实施例中，所述预设百分比为20％～30％。

在其中一个实施例中，所述获取模块还用于根据用于计算的心跳个数所需的时间、信号强度、信号波形、用户当前物理状态、噪声参考信号、心率变化率、用户设置的运动模式、有效心跳数计算当前时间点的瞬时信心值。

在其中一个实施例中，还包括：

记录模块，用于记录用户在不同运动模式下的输出心率值并形成用户的个性化数据区间。

在其中一个实施例中，还包括：

模式设置模块，用于获取用户的运动模式；

所述获取模块还用于获取任意时间点的瞬时心率值；

检测模块，用于判断所述瞬时心率值是否在与所述运动模式对应的用户的个性化数据区间内；

消除模块，用于当所述瞬时心率值不在与所述运动模式对应的用户的个性化数据区间内时，消除所述瞬时心率值；

或所述处理模块还用于当所述瞬时心率值不在与所述运动模式对应的用户的个性化数据区间内时，修正所述瞬时心率值，得到输出心率值。

上述心率检测和显示方法及其装置，采用根据历史时间点的瞬时心率值及对应的权重值及当前时间点的瞬时心率值及对应的权重值，求一个或多个时间点的瞬时心率值及对应的权重值之积的加权和，当多个时间点的瞬时心率值及对应的权重值之积的加权和大于预设值时，再将所得加权和与该多个时间点的权重值的和求比值，将该比值作为当前时间点的输出心率值，如此，得出当前时间点的输出心率值引入了历史时间点的瞬时心率值及对应的权重值对其的影响，较单纯的计算多个历史时间点的瞬时心率值的平均值，其得出的输出心率值较为准确和可靠。

附图说明

图1为一个实施例中心率检测和显示方法的流程图；

图2为一个实施例中判断当前时间点的瞬时心率值是否有效的流程图；

图3为一个实施例中用户跑步模式下的心率示意图；

图4为另一个实施例中心率检测和显示方法的流程图；

图5为一个实施例中心率检测和显示装置的结构示意图；

图6为另一个实施例中心率检测和显示装置的结构示意图；

图7为另一个实施例中心率检测和显示装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体的实施例及附图对技术方案进行详细的描述。

如图1所示，在一个实施例中，一种心率检测和显示方法，包括以下步骤：

步骤S110，根据当前时间点的触发数据获取当前时间点的瞬时心率值及瞬时信心值，并根据瞬时信心值获取当前时间的权重值。

具体的，当前时间点的触发数据，可为一个触发脉冲数据，例如检测人体的心率或脉搏频率，则触发数据为一次心跳或一次脉搏跳动产生的数据。再如检测一天的温度，则触发数据为温度检测装置发出的一次采样指令数据。

瞬时心率值为正整数。获取当前时间点的瞬时心率值，可采用计算出当前时间点与相邻的前一时间点的时间差，再求出时间差的倒数，将该倒数作为当前时间点的瞬时心率值，计算如公式(1)：

${\mathrm{HR}}_{\mathrm{ins}\tan t}=\frac{1}{t_0-t_1}---\left(1\right)$

式(1)中，HR_instant为t₀瞬时心率值，t₀为当前时间点，t₁为t₀相邻的前一时间点。

此外，也可采用计算多个相邻时间点的时间间隔的平均时间，然后求平均时间的倒数，将平均时间的倒数作为当前时间点的瞬时心率值，如以3个相邻时间点为例，计算如公式(2)：

${\mathrm{HR}}_{\mathrm{ins}\tan t}=\frac{1}{\frac{(t_0-t_1)+(t_1-t_2)}{2}}---\left(2\right)$

式(2)中，HR_instant为t₀瞬时心率值，t₀为当前时间点，t₁为t₀相邻的前一时间点，t₂为t₁相邻的前一时间点。

在一个实施例中，获取瞬时信心值的步骤包括：根据用于计算的心跳个数所需的时间、信号强度、信号波形、用户当前物理状态、噪声参考信号、心率变化率、用户设置的运动模式、有效心跳数计算当前时间点的瞬时信心值。其中，时间点的个数是指如上述所列举的时间点t₀、t₁和t₂等的个数；信号强度为心脏跳动的能量强弱；信号波形是指心脏跳动形成的强弱波形；用户当前物理状态，为检测装置所识别的状态，例如步行、跑步、骑车或休息等；噪声参考信号是指采用头戴耳机检测心率的装置时，耳机内干扰信号；心率变化率是指当前心率值与其相邻的前一心率值的差，然后求得差与前一心率值的比；用户设置的运动模式可为步行、跑步、骑车或休息等；有效心跳数是指在当前时间点与其相邻的前一时间点之间的有效心跳数。此外，对瞬时信心值可采用近似计算的方式，主要依据有效心跳数计算，如时间点t₀到t₁中心跳数为20个，有效心跳数为14个，则瞬时信心值为14除以20得0.7。

进一步的，在一个实施例中，可预先建立瞬时信心值与权重值之间的映射关系。根据计算得到的瞬时信心值从所述映射关系中查找得到对应的权重值。

步骤S120，计算当前时间点的瞬时心率值及对应的权重值的积。

具体的，计算如公式(3)：

$f=\underset{0}{\overset{j}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{HR}}_{\mathrm{ins}\tan t}\left(t_i\right)W\left(t_i\right)---\left(3\right)$

其中，式(3)中，f为加权和，，i为非负整数，HR_instant(t_i)为时间点t_i的瞬时心率值，W(t_i)为权重值。

当i＝0时，f为当前时间点的瞬时心率值及对应的权重值的积。

步骤S130，判断当前时间点的瞬时心率值及对应的权重值的积是否大于预设值，若是，则执行步骤S140，若否，则执行步骤S150。

具体的，预设值L1可由用户根据经验设定或系统设定。当i＝0时，判断f＞L1，若是，则将当前时间点的瞬时心率值作为当前时间点的输出心率值输出。

步骤S140，将当前时间点的瞬时心率值作为当前时间点的输出心率值进行输出。

步骤S150，获取历史时间点的瞬时心率值及对应的权重值,计算历史时间点的瞬时心率值及对应的权重值的积、以及当前时间点的瞬时心率值及权重值的积的加权和，其中，获取的历史时间点为从当前时间点逐一地前推。

具体的，获取在当前时间点以前的历史时间点的瞬时心率值及对应的权重值，如获取历史时间点t₁、t₂、t₃、t₄、t₅等的瞬时心率值及对应的权重值。

加权和按公式(3)计算。例如当i＝2时，f＝HR_instant(t₀)W(t₀)+HR_instant(t₁)W(t₁)+HR_instant(t₂)W(t₂)。

步骤S160，判断加权和是否大于预设值，若是，则执行步骤S180，若否，则执行步骤S170。

步骤S170，将历史时间点从当前时间点逐一前推，然后执行步骤S150。

具体的，判断f＞L1，若是，则计算加权和与时间点的权重值和的比值，若否，则将历史时间点再前推一个，重新计算加权和f。例如当i＝2时，f＝HR_instant(t₀)W(t₀)+HR_instanxt(t₁)W(t₁)+HR_instant(t₂)W(t₂)，得到f＜L1，则将历史时间点前推一个，得i＝3，计算f＝HR_instant(t₀)W(t₀)+HR_instant(t₁)W(t₁)+HR_instant(t₂)W(t₂)+HR_instant(t₃)W(t₃)，再判断f＞L1，如此，直到f＞L1为止。

步骤S180，计算加权和与时间点的权重值和的比值。

计算加权和与时间点的权重值和的比值的公式(4)为：

${\mathrm{HR}}_{\mathrm{user}}=\frac{f}{\underset{0}{\overset{i}{\mathrm{\Σ}}}W\left(t_i\right)}---\left(4\right)$

式(4)中，HR_user为比值，即为当前时间点的输出心率值，为时间点的权重值和。例如，HR_instant(t₀)＝80和W(t₀)＝0.8、HR_instant(t₁)＝85和W(t₁)＝0.8、HR_instant(t₂)＝90和W(t₂)＝0.7，预设值为150，则 ${\mathrm{HR}}_{\mathrm{user}}=\frac{80\×0.8+85\×0.8+90\×0.7}{0.8+0.8+0.7}\≈85.$

步骤S190，将比值作为当前时间点的输出心率值进行输出。

具体的，将求得的比值作为当前时间点的输出心率值进行输出，并显示在显示设备上，如将当前时间点的输出心率值显示在用户佩戴在手腕上的显示装置上。

在一个实施例中，如图2所示，在获取当前时间点的瞬时信心值的步骤之前，还包括步骤：

步骤S210，获取当前时间点向前推的预定个数历史时间点的瞬时心率值的中值，求取中值增加和减少预设百分比后所得的数值范围。

例如，获取当前时间点向前推的预定个数历史时间点的瞬时心率值，求取预定个数的瞬时心率值的中值。其中，预定个数可为1至30个。如预定个数为5个，当前时间点为t₀，向前推5个历史时间点为t₁、t₂、t₃、t₄、t₅，5个瞬时心率值分别为70、80、75、70、80，其中值取75。

对于测量心率值，通过实验测的预设百分比为20％～30％较为准确。以预设百分比为20％为例，中值为75，数值范围的下限值为75-75×20％＝60，上限值为75+75×20％＝90，即计算得到数值范围为[60，90]。

实验测得的一组数据为70、75、80、85、90、120、130、150，预定个数为3个，预设百分比为20％时，得出的瞬时心率值的无效值120、130和150。

同样一组数据70、75、80、85、90、120、130、150，预定个数为3个，预设百分比为30％时，得出的瞬时心率值的无效值120，130和150；预定个数为3个，预设百分比为40％时，得出的瞬时心率值的无效值130，如120、150这样的数据被作为有效值，显然是不准确的；预设百分比为10％时，得出的瞬时心率值的无效值80，85，90，120，130，150，将80，85，90等较为合理的数据作为不合理数据处理，也不准确，故预设百分比范围为20％至30％较为准确。

步骤S220，判断当前时间点的瞬时心率值是否在数值范围内，若是，执行步骤S230，否则，执行步骤S240。

具体的，若计算得到当前时间点的瞬时心率值为75，则在数值范围[60，90]内，该瞬时心率值为有效值，标记该次心跳有效，若得到当前时间点的瞬时心率值为55，则不在数值范围[60，90]内，该瞬时心率值为无效值，标记该次心跳无效。可采用标识进行标记，如无效值采用0标示，有效值采用1标示。

步骤S230，标记心跳有效。

步骤S240，标记心跳无效。

具体的，标记无效的瞬时心率值的权重值设置较小。

在一个实施例中，上述心率检测和显示方法，在步骤S140之后，还包括步骤：记录用户在不同运动模式下的输出心率值并形成用户的个性化数据区间。

具体的，如记录用户在跑步模式下的输出心率值，输出心率值形成用户特有的跑步模式下的心率图，即通过拟合形成用户的个性化数据区间，如图3所示，在曲线1、曲线2以及X和Y的正轴方向围成的区间为用户的个性化数据区间，可将曲线1和曲线2分别拟合成函数G₁(t)和G₂(t)。同样的，也可记录用户在骑自行车或步行时的输出心率值，形成在骑自行车或步行时的用户的个性化数据区间。

进一步的，如图4所示，在一个实施例中，上述心率检测和显示方法，在记录用户在不同运动模式下的输出心率值并形成用户的个性化数据区间的步骤之后，还包括：

步骤S410，获取用户的运动模式。

具体的，获取用户选择的运动模式，如跑步、骑自行车或步行等。

步骤S420，获取时间点的瞬时心率值，判断瞬时心率值是否在与运动模式对应的用户的个性化数据区间内，若否，则执行步骤S430，若是，则执行步骤S440。

具体的，获取时间点的瞬时心率值的方式可采用如公式(1)或(2)计算得出。检测出瞬时心率值在该运动模式对应的用户的个性化数据区间内。如检测用户的心率值，用户的运动模式为跑步模式，用户个性化数据区间为图3中的曲线1、曲线2及XY正轴方向围成的数据区间，若获取到跑步持续15分钟时的瞬时心率值为75，将15分钟带入曲线1拟合的函数G₁(t)得出对应的心率值为78，带入曲线2拟合的函数G₂(t)得出对应的心率值为23，则75在用户个性化数据区间内。若获取到跑步持续15分钟时的瞬时心率值为90，则不在用户的个性化数据区间内，可消除该瞬时心率值或修正该瞬时心率值。修正该瞬时心率值可按照步骤S110至步骤S130进行修正。

步骤S430，消除瞬时心率值或修正瞬时心率值，得到输出心率值。

步骤S440，输出瞬时心率值。

具体的，检测的瞬时心率值在用户的个性化数据区间内，则表示该瞬时心率值准确，可直接输出。

如图5所示，在一个实施例中，一种心率检测和显示装置，包括获取模块110、处理模块120、判断模块130和输出模块140。其中：

获取模块110用于根据当前时间点的触发数据获取当前时间点的瞬时心率值及瞬时信心值，并根据瞬时信心值获取当前时间的权重值。在一个实施例中，获取模块110可为传感器。

具体的，当前时间点的触发数据，可为一个触发脉冲数据，例如检测人体的心率，则触发数据为一次心跳产生的数据。

瞬时心率值为正整数。获取当前时间点的瞬时心率值，可采用计算出当前时间点与相邻的前一时间点的时间差，再求出时间差的倒数，将该倒数作为当前时间点的瞬时心率值，计算如公式(1)：

${\mathrm{HR}}_{\mathrm{ins}\tan t}=\frac{1}{t_0-t_1}---\left(1\right)$

式(1)中，HR_instant为t₀瞬时心率值，t₀为当前时间点，t₁为t₀相邻的前一时间点。

此外，也可采用计算多个相邻时间点的时间间隔的平均时间，然后求平均时间的倒数，将平均时间的倒数作为当前时间点的瞬时心率值，如以3个相邻时间点为例，计算如公式(2)：

${\mathrm{HR}}_{\mathrm{ins}\tan t}=\frac{1}{\frac{(t_0-t_1)+(t_1-t_2)}{2}}---\left(2\right)$

式(2)中，HR_instant为t₀瞬时心率值，t₀为当前时间点，t₁为t₀相邻的前一时间点，t₂为t₁相邻的前一时间点。

在一个实施例中，获取模块110还用于根据用于计算的心跳个数所需的时间点、信号强度、信号波形、用户当前物理状态、噪声参考信号、心率变化率、用户设置的运动模式、有效心跳数计算当前时间点的瞬时信心值。其中，时间点的个数是指如上述所列举的时间点t₀、t₁和t₂等的个数；信号强度为心脏跳动的能量强弱；信号波形是指心脏跳动形成的强弱波形；用户当前物理状态可为步行、跑步、骑车或休息等；噪声参考信号是指采用头戴耳机检测心率的装置时，耳机内干扰信号；心率变化率是指当前心率值与其相邻的前一心率值的差，然后求得差与前一心率值的比；用户设置的运动模式可为步行、跑步、骑车或休息等；有效心跳数是指在当前时间点与其相邻的前一时间点之间的有效心跳数。此外，对瞬时信心值可采用近似计算的方式，主要依据有效心跳数计算，如时间点t₀到t₁中心跳数为20个，有效心跳数为14个，则瞬时信心值为14除以20得0.7。

进一步的，在一个实施例中，可预先建立瞬时信心值与权重值之间的映射关系。获取模块110还用于根据计算得到的瞬时信心值从所述映射关系中查找得到对应的权重值。

处理模块120用于计算当前时间点的瞬时心率值及对应的权重值的积。具体的，计算如公式(3)：

$f=\underset{0}{\overset{j}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{HR}}_{\mathrm{ins}\tan t}\left(t_i\right)W\left(t_i\right)---\left(3\right)$

其中，式(3)中，f为加权和，，i为非负整数，HR_instant(t_i)为时间点t_i的瞬时心率值，W(t_i)为权重值。

当i＝0时，f为当前时间点的瞬时心率值及对应的权重值的积。

判断模块130用于判断当前时间点的瞬时心率值及对应的权重值的积是否大于预设值。具体的，预设值L1可由用户根据经验设定或系统设定。当i＝0时，判断f＞L1，若是，则输出模块140用于将当前时间点的瞬时心率值作为当前时间点的输出心率值输出。

处理模块120还用于当判断出当前时间点的瞬时心率值及对应的权重值的积不大于预设值时，获取历史时间点的瞬时心率值及对应的权重值,计算历史时间点的瞬时心率值及对应的权重值的积、以及当前时间点的瞬时心率值及权重值的积的加权和，其中，获取的历史时间点为从当前时间点逐一地前推。

具体的，处理模块120获取在当前时间点以前的历史时间点的瞬时心率值及对应的权重值，如获取历史时间点t₁、t₂、t₃、t₄、t₅等的瞬时心率值及对应的权重值。

处理模块120计算加权和，可按公式(3)计算。例如当i＝2时，f＝HR_instant(t₀)W(t₀)+HR_instant(t₁)W(t₁)+HR_instant(t₂)W(t₂)。

判断模块130还用于判断加权和是否大于预设值。具体的，判断f＞L1，若是，则处理模块120计算加权和与时间点的权重值和的比值，若否，则处理模块120将历史时间点再前推一个，重新计算加权和f。例如当i＝2时，f＝HR_instant(t₀)W(t₀)+HR_instant(t₁)W(t₁)+HR_instant(t₂)W(t₂)，得到f＜L1，则将历史时间点前推一个，得i＝3，计算f＝HR_instant(t₀)W(t₀)+HR_instant(t₁)W(t₁)+HR_instant(t₂)W(t₂)+HR_instant(t₃)W(t₃)，再判断f＞L1，如此，直到f＞L1为止。

处理模块120计算加权和与时间点的权重值和的比值的公式(4)为：

${\mathrm{HR}}_{\mathrm{user}}=\frac{f}{\underset{0}{\overset{i}{\mathrm{\Σ}}}W\left(t_i\right)}---\left(4\right)$

式(4)中，HR_user为比值，即为当前时间点的输出心率值，为时间点的个数的权重值和。例如，HR_instant(t₀)＝80和W(t₀)＝0.8、HR_instant(t₁)＝85和W(t₁)＝0.8、HR_instant(t₂)＝90和W(t₂)＝0.7，预设值为150，则 ${\mathrm{HR}}_{\mathrm{user}}=\frac{80\×0.8+85\×0.8+90\×0.7}{0.8+0.8+0.7}\≈85.$

输出模块140用于将比值作为当前时间点的输出数据心率值输出。具体的，输出模块140将求得的比值作为当前时间点的输出心率值进行输出，并显示在显示设备上，如将当前时间点的输出心率值显示在用户佩戴在手腕上的显示装置上。输出模块140为显示装置。

如图6所示，在一个实施例中，上述心率检测和显示装置，除了包括获取模块110、、处理模块120、判断模块130和输出模块140，还包括中值获取模块150和标记模块160。

中值获取模块150用于获取当前时间点向前推的预定个数历史时间点的瞬时心率值的中值，求取中值增加和减少预设百分比后所得的数值范围。例如，中值获取模块150获取当前时间点向前推的预定个数历史时间点的瞬时心率值，求取预定个数的瞬时心率值的中值。其中，预定个数可为1至30个。如预定个数为5个，当前时间点为t₀，向前推5个历史时间点为t₁、t₂、t₃、t₄、t₅，5个瞬时心率值分别为70、80、75、70、80，其中值取75。

对于测量心率值，通过实验测的预设百分比为20％～30％较为准确。以预设百分比为20％为例，中值为75，数值范围的下限值为75-75×20％＝60，上限值为75+75×20％＝90，即计算得到数值范围为[60，90]。

判断模块1360用于判断当前时间点的瞬时心率值是否在数值范围内。具体的，若计算得到当前时间点的瞬时心率值为75，则在数值范围[60，90]内，该瞬时心率值为有效值，标记该次心跳有效，若得到当前时间点的瞬时心率值为55，则不在数值范围[60，90]内，该瞬时心率值为无效值，标记该次心跳无效。

标记模块160用于当判断当前时间点的瞬时心率值在所述数值范围内时，则标记心跳有效，当判断当前时间点的瞬时心率值不在数值范围内时，标记心跳无效。可采用标识进行标记，如无效值采用0标示，有效值采用1标示。

如图7所示，在一个实施例中，上述心率检测和显示装置，除了包括获取模块110、处理模块120、判断模块130、输出模块140、中值获取模块150和标记模块160，还包括记录模块170、模式设置模块180、检测模块190和消除模块200。其中：

记录模块170用于记录用户在不同运动模式下的输出心率值并形成用户的个性化数据区间。具体的，如记录用户在跑步模式下的输出心率值，输出心率值形成用户特有的跑步模式下的心率图，即通过拟合形成用户的个性化数据区间，如图3所示，在曲线1、曲线2以及X和Y的正轴方向围成的区间为用户的个性化数据区间，可将曲线1和曲线2分别拟合成函数G₁(t)和G₂(t)。同样的，也可记录用户在骑自行车或步行时的输出心率值，形成在骑自行车或步行时的用户的个性化数据区间。

模式设置模块180用于获取用户的运动模式。具体的，获取用户选择的运动模式，如跑步、骑自行车或步行等。

获取模块110还用于获取时间点的瞬时心率值。具体的，获取时间点的瞬时心率值的方式可采用如公式(1)或(2)计算得出。

检测模块190用于判断瞬时心率值是否在与运动模式对应的用户的个性化数据区间内。检测出瞬时心率值在该运动模式对应的用户的个性化数据区间内。如检测用户的心率值，用户的运动模式为跑步模式，用户个性化数据区间为图3中的曲线1、曲线2及XY正轴方向围成的数据区间，若获取到跑步持续15分钟时的瞬时心率值为75，将15分钟带入曲线1拟合的函数G₁(t)得出对应的心率值为78，带入曲线2拟合的函数G₂(t)得出对应的心率值为23，则75在用户个性化数据区间内。若获取到跑步持续15分钟时的瞬时心率值为90，则不在用户的个性化数据区间内。

消除模块200用于当瞬时心率值不在与运动模式对应的用户的个性化数据区间内时，消除瞬时心率值。

或者，处理模块120还用于当瞬时心率值不在与运动模式对应的用户的个性化数据区间内时，修正瞬时心率值，得到输出心率值。具体的，由处理模块120再计算得出当前时间点的输出心率值。

此外，上述心率检测和显示装置还可包括报警模块，用于当瞬时心率值无效时，发出报警信号。该报警信号可为音频信号或视频信号等。

在其他实施例中，上述心率检测和显示装置，可包括获取模块110、、处理模块120、判断模块130、输出模块140、记录模块170、模式设置模块180、检测模块190和消除模块200。

在其他实施例中，心率检测和显示装置可包括头戴式的耳机和腕带式的显示装置，将获取模块110、、处理模块120、判断模块130、中值获取模块150、标记模块160、记录模块170、检测模块190和消除模块200集成在头戴式的耳机上，输出模块140和模式设置模块180集成显示装置上。

该心率检测和显示装置使用时，用户将耳机佩戴在头部，显示装置佩戴在手腕，获取模块110检测用户耳部内产生的脉冲信号，然后计算当前时间点的瞬时心率值和瞬时信心值。获取到历史时间点的瞬时心率值和瞬时信心值，由处理模块120进行计算处理得出当前时间点的输出心率值，然后由输出模块140输出显示给用户。

上述心率检测和显示方法的检测步骤可由上述心率检测和显示装置的相应的模块执行，在此不再赘述。

上述心率检测和显示方法中对数据的处理过程可类比用于环境温度的测量或空气湿度的测量，对历史时间点的数据设置权重值，根据权重值计算当前时间点的数据。

上述心率检测和显示方法及其装置，采用根据历史时间点的瞬时心率值及对应的权重值及当前时间点的瞬时心率值及对应的权重值，求一个或多个时间点的瞬时心率值及对应的权重值之积的加权和，当多个时间点的瞬时心率值及对应的权重值之积的加权和大于预设值时，再将所得加权和与该多个时间点的权重值的和求比值，将该比值作为当前时间点的输出心率值，如此，得出当前时间点的输出心率值引入了历史时间点的瞬时心率值及对应的权重值对其的影响，较单纯的计算多个历史时间点的瞬时心率值的平均值，其得出的输出心率值较为准确，输出显示给用户的输出心率值较为准确和可靠，避免了过高或者过低的心率显示给用户，增强了用户的使用体验。

另外，通过设置百分比及求得中值，判断当前时间点的瞬时心率值的有效与无效，可进一步的较为准确的设置当前时间点的权重值，如此，计算得出的输出心率值更为准确。该瞬时心率值为瞬时心率或瞬时脉搏频率时，检测更为准确，输出心率值给用户时，因对其数据的修正，减少了显示不合理心率的概率；对于心率数据，根据用于计算的心跳个数所需的时间、信号强度、信号波形、用户当前物理状态、噪声参考信号、心率变化率、用户设置的运动模式、有效心跳数得出的瞬时信心值更为准确，对应的得出的权重值也更为准确。

记录用户不同运动模式下的输出心率值形成用户的个性化数据区间，方便下次用户选择运动模式后，可判断检测的瞬时心率值在用户的个性化数据区间内时，直接输出，不在时，再对其进行修正处理，得出输出心率值，减少数据处理量。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (12)

1.一种心率检测和显示方法，包括以下步骤：

根据当前时间点的触发数据获取当前时间点的瞬时心率值及瞬时信心值，并根据所述瞬时信心值获取当前时间的权重值；

计算所述当前时间点的瞬时心率值及对应的权重值的积；

判断所述当前时间点的瞬时心率值及对应的权重值的积是否大于预设值；

若是，将所述当前时间点的瞬时心率值作为当前时间点的输出心率值进行输出；

若否，则获取历史时间点的瞬时心率值及对应的权重值,计算所述历史时间点的瞬时心率值及对应的权重值的积、以及所述历史时间点的瞬时心率值及对应的权重值的积与当前时间点的瞬时心率值及权重值的积的和，所述和为历史时间点和当前时间点的瞬时心率值的加权和；

判断所述加权和是否大于预设值，若是，则计算所述加权和与所述历史时间点的权重值的和的比值；其中所述获取的历史时间点为从当前时间点逐一地前推,直到所述加权和大于预设值；

将所述比值作为当前时间点的输出心率值进行输出。

2.根据权利要求1所述的心率检测和显示方法，其特征在于，所述获取当前时间点的瞬时信心值的步骤之前，还包括步骤：

获取当前时间点向前推的预定个数历史时间点的瞬时心率值的中值，求取所述中值增加和减少预设百分比后所得的数值范围；

判断所述当前时间点的瞬时心率值是否在所述数值范围内，若是，则标记心跳有效，否则标记心跳无效。

3.根据权利要求2所述的心率检测和显示方法，其特征在于，所述预设百分比为20％～30％。

4.根据权利要求2所述的心率检测和显示方法，其特征在于，所述获取当前时间点的瞬时信心值的步骤包括：

根据用于计算的心跳个数所需的时间、信号强度、信号波形、用户当前物理状态、噪声参考信号、心率变化率、用户设置的运动模式、有效心跳数计算当前时间点的瞬时信心值。

5.根据权利要求1所述的心率检测和显示方法，其特征在于，还包括步骤：

记录用户在不同运动模式下的输出心率值并形成用户的个性化数据区间。

6.根据权利要求5所述的心率检测和显示方法，其特征在于，还包括步骤：

获取用户的运动模式；

获取任意时间点的瞬时心率值，判断所述瞬时心率值是否在与所述运动模式对应的用户的个性化数据区间内，若在，则输出该瞬时心率值；

若不在，则消除所述瞬时心率值；或者若不在，则修正所述瞬时心率值，得到输出心率值。

7.一种心率检测和显示装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于根据当前时间点的触发数据获取当前时间点的瞬时心率值及瞬时信心值，并根据所述瞬时信心值获取当前时间的权重值；

处理模块，用于计算所述当前时间点的瞬时心率值及对应的权重值的积；

判断模块，用于判断所述当前时间点的瞬时心率值及对应的权重值的积是否大于预设值；

输出模块，用于当判断所述当前时间点的瞬时心率值及对应的权重值的积大于预设值时，将所述当前时间点的瞬时心率值作为当前时间点的输出心率值进行输出；

所述处理模块还用于判断所述当前时间点的瞬时心率值及对应的权重值的积不大于预设值时，获取历史时间点的瞬时心率值及对应的权重值，计算所述历史时间点的瞬时心率值及对应的权重值的积、以及所述历史时间点的瞬时心率值及对应的权重值的积与当前时间点的瞬时心率值及权重值的积的和，所述和为历史时间点和当前时间点的瞬时心率值的加权和；

所述判断模块还用于判断所述加权和是否大于预设值；

所述处理模块还用于在所述加权和大于预设值时，计算所述加权和与所述历史时间点的权重值的和的比值；其中所述获取的历史时间点为从当前时间点逐一地前推,直到所述加权和大于预设值；

所述输出模块还用于将所述比值作为当前时间点的输出心率值进行输出。

8.根据权利要求7所述的心率检测和显示装置，其特征在于，还包括：

中值获取模块，用于获取当前时间点向前推的预定个数历史时间点的瞬时心率值的中值，求取所述中值增加和减少预设百分比后所得的数值范围；

所述判断模块用于判断所述当前时间点的瞬时心率值是否在所述数值范围内；

标记模块，用于当判断所述当前时间点的瞬时心率值在所述数值范围内时，则标记心跳有效，当判断所述当前时间点的瞬时心率值不在所述数值范围内时，标记心跳无效。

9.根据权利要求8所述的心率检测和显示装置，其特征在于，所述预设百分比为20％～30％。

10.根据权利要求8所述的心率检测和显示装置，其特征在于，所述获取模块还用于根据用于计算的心跳个数所需的时间、信号强度、信号波形、用户当前物理状态、噪声参考信号、心率变化率、用户设置的运动模式、有效心跳数计算当前时间点的瞬时信心值。

11.根据权利要求7所述的心率检测和显示装置，其特征在于，还包括：

记录模块，用于记录用户在不同运动模式下的输出心率值并形成用户的个性化数据区间。

12.根据权利要求11所述的心率检测和显示装置，其特征在于，还包括：

模式设置模块，用于获取用户的运动模式；

所述获取模块还用于获取任意时间点的瞬时心率值；

检测模块，用于判断所述瞬时心率值是否在与所述运动模式对应的用户的个性化数据区间内；

消除模块，用于当所述瞬时心率值不在与所述运动模式对应的用户的个性化数据区间内时，消除所述瞬时心率值；

或所述处理模块还用于当所述瞬时心率值不在与所述运动模式对应的用户的个性化数据区间内时，修正所述瞬时心率值，得到输出心率值。