CN107704748B - 用户的识别方法、装置及人体秤 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用户的识别方法、装置及人体秤，涉及智能识别技术领域，以缓解传统的生物识别技术存在着用户体验度差的技术问题，能够提高识别精度，改善用户体验度。该用户的识别方法包括：获取目标用户的体表的指定部位的PPG信号；其中，所述指定部位包括目标用户的体表的至少两个不同的部位；根据所述PPG信号生成PPG信号特征参数；将所述PPG信号特征参数与用户数据库中的预设标准的PPG信号特征参数标准值进行匹配；其中，所述用户数据库中包括预设标准与用户信息的对应关系；当匹配成功时，将与预设标准对应的用户信息进行输出，完成用户识别。

Description

用户的识别方法、装置及人体秤

技术领域

本发明涉及智能识别技术领域，尤其是涉及一种用户的识别方法、装置及人体秤。

背景技术

生物识别在智能识别领域得到了广泛的应用，例如人们利用人体的生物学特征或特性进行身份识别。目前广泛应用的生物学特征是利用人脸、指纹、声音等进行身份识别。但是，现有的这些技术均存在着缺陷。例如，指纹可以在胶乳中隐去，人脸可以通过照片作假，声音可以被模仿，因此，上述生物特征在进行用户识别的可靠性较差。此外，现有的这些技术还存在着多数情况下用户识别异常或者错误，即识别精度低的问题。

综上所述，传统的生物识别技术存在着用户体验度差的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种用户的识别方法、装置及人体秤，以缓解传统的生物识别技术存在着用户体验度差的技术问题，能够提高识别精度，改善用户体验度。

第一方面，本发明实施例提供了一种用户的识别方法，包括：

获取目标用户的体表的指定部位的PPG信号；其中，所述指定部位包括目标用户的体表的至少两个不同的部位；

根据所述PPG信号生成PPG信号特征参数；

将所述PPG信号特征参数与用户数据库中的预设标准的PPG信号特征参数标准值进行匹配；其中，所述用户数据库中包括预设标准与用户信息的对应关系；

当匹配成功时，将与预设标准对应的用户信息进行输出，完成用户识别。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述根据所述PPG信号生成PPG信号特征参数，具体包括：

对所述PPG信号进行特征提取以及运算处理，得到PPG信号特征值和/或特征值之比值。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述对所述PPG信号进行特征提取以及运算处理，得到PPG信号特征值，具体包括：

对所述PPG信号进行时域特征提取，并计算得到PPG电信号特征值；

或者，

对所述PPG信号进行光信号提取，并计算得到PPG光信号特征值。

结合第一方面的第二种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，还包括：

对所述PPG信号进行时域特征提取，并计算得到PPG信号质量特征值。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，获取目标用户的生理信息；

对所述生理信息进行信号处理得到生理信息数值；

将所述生理信息数值与预设标准的生理参数标准值进行匹配。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，该方法还包括：

对预设标准进行标定。

结合第一方面的第五种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，所述对预设标准进行标定，具体包括：

每隔预设周期对预设标准进行标定；

或者，

接收目标用户的重新标定指令进行标定。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，该方法还包括：

对用户测试位置进行定位，以使用户测试位置在预设位置。

第二方面，本发明实施例还提供一种用户的识别装置，包括：

第一特征信息采集模块，用于获取目标用户的体表的指定部位的PPG信号；其中，所述指定部位包括目标用户的体表的至少两个不同的部位；

处理模块，用于根据所述PPG信号生成PPG信号特征参数；

匹配模块，用于将所述PPG信号特征参数与用户数据库中的预设标准的PPG信号特征参数标准值进行匹配；其中，所述用户数据库中包括预设标准与用户信息的对应关系；

输出模块，用于当匹配成功时，将与预设标准对应的用户信息进行输出，完成用户识别。

第三方面，本发明实施例还提供一种人体秤，采用第一方面及其可能的实施方式中任一项所述的用户的识别方法，所述人体秤包括：PPG传感器、称重传感器、处理器、存储模块和显示模块，所述PPG传感器、称重传感器、存储模块和显示模块均分别与所述处理器相连接；

所述PPG传感器用于获取人体局部的PPG信号；

所述称重传感器用于采集人体的体重信息；

所述处理器用于接收来自所述PPG传感器以及称重传感器采集的数据信息，并将所述数据信息进行处理，得到PPG信号特征参数以及体重数值，并与存储模块中存储的用户数据库中的预设标准及用户信息进行匹配，完成识别；

所述存储模块用于储存用户信息、预设标准、用户信息与预设标准的对应关系以及测量到的各种数据信息；

所述显示模块用于将匹配的用户信息进行显示。

第四方面，本发明实施例还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的方法的步骤。

第五方面，本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时执行上述的方法的步骤。

本发明实施例带来了以下有益效果：

本发明实施例提供的用户的识别方法中，其中，该方法首先通过获取目标用户的体表的指定部位的PPG信号；其中，指定部位包括目标用户的体表的至少两个不同的部位；然后根据PPG信号生成PPG信号特征参数；接下来，将PPG信号特征参数与用户数据库中的预设标准的PPG信号特征参数标准值进行匹配，以得到匹配的用户信息；当匹配成功时，最后将与预设标准对应的用户信息进行输出，完成用户识别。因此，本发明实施例提供的技术方案，根据不同用户相同位置的PPG信号不同，且同一个用户的不同位置的PPG信号不同，且同一个用户的不同位置的PPG信号的相对强弱、大小的关系为固定。通过将获取目标用户的体表的指定部位的PPG信号特征参数同预置的预设标准相比较，即可以识别出该用户，相比于传统的生物识别技术，该方法识别精度高，改善了用户体验度。

本识别方法的另外一个优点在于，可以同时监测用户的脉搏信息。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种用户的识别方法的流程图；

图2为本发明实施例提供PPG信号质量的示意图；

图3为本发明实施例提供的另一种用户的识别方法的流程图；

图4为本发明实施例提供的一种人体秤的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的一种PPG传感器的分布位置示意图；

图6为本发明实施例提供的另一种PPG传感器的分布位置示意图；

图7为本发明实施例三提供用户的识别装置的示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

目前对于智能识别领域，传统的生物识别技术存在着识别精度低、可靠性不高，导致用户体验度差的问题。基于此，本发明实施例提供的一种用户的识别方法、装置及人体秤，能够实现对用户的准确识别，提高识别精度，改善用户体验度。

实施例一：

本发明实施例提供了一种用户的识别方法，可应用于智能识别领域，具体应用于多用户使用的生理参数检查设备上，例如家庭、医院及诊所、药店、健身房等使用的体重、血压、心率等检查设备上。如图1所示，从电子设备侧对该方法进行说明，该用户的识别方法包括：

S101：获取目标用户的体表的指定部位的PPG信号。

其中，上述指定部位包括目标用户的体表的至少两个不同的部位。上述两个不同的部位可以是两个不同的器官(例如手或者脚)，也可以是同一个器官的左右两支，例如左手和右手或者左脚和右脚，还可以是一只脚上的两个部位，例如左脚的大脚趾和小脚趾或者左脚的脚心和脚跟；更进一步的，两个不同的部位可以是两个不同的穴位，这里指定部位的选取与用户测试项目相关，例如测试体重，两个不同的部位可以选取左脚和右脚，也可以选取左脚的大脚趾和脚跟。具体实现时，可以通过在指定部位放置相应的采集模块进行获取。

在一个实施例中，利用多个预先设置的与指定部位对应的第一特征信息采集模块(具体可以采用PPG传感器)采集得到目标用户的体表的指定部位的PPG信号(光电体积信号，PHOTOPLETHYSMOGRAPHIC SIGNAL)。PPG传感器可以放置于电子设备与体表接触的位置，例如与手掌或与脚底接触的手持臂或面板。

考虑到PPG信号采集时间过长，浪费用户时间，影响用户体验度；若PPG信号采集时间过短，又会影响测试结果的准确性；因此，本实施例中利用多个PPG传感器采集预设时长(例如5s)的指定部位的PPG信号。

需要说明的是，预设时长可以根据实际需求设定，上述数值仅是示意性的说明，不应理解为对本发明的限制。

S102：根据上述PPG信号生成PPG信号特征参数。

这里的PPG信号特征参数包括PPG信号特征值和/或PPG信号特征值之比值，上述PPG信号特征值包括PPG电信号特征值、PPG光信号特征值或PPG信号质量特征值的至少一种。

具体的，该步骤S102主要通过以下方式之一执行：

A对上述PPG信号进行特征提取以及运算处理，得到PPG信号特征值。

上述运算处理主要包括差值运算、平均值运算以及比值运算。

具体实现时，该步骤S102主要包括以下步骤：

a1对上述PPG信号进行时域特征提取，并计算得到PPG电信号特征值；

或者，

对所述PPG信号进行光信号提取，并计算得到PPG光信号特征值。

下面对PPG电信号特征值、PPG光信号特征值以及PPG信号质量特征值进行简要介绍。

1、PPG电信号特征值

PPG电信号包括AC部分和DC部分，AC部分代表了与心跳相关的部分，AC部分是血液流动产生转换成的交流信号，反应了血管中某一点的血液流动时的变化，因此通过对PPG信号进行时域分析处理，并提取得到PPG电信号的AC部分，获取预设时长内的AC部分的峰值个数，既可算出脉搏或者心率，例如通过PPG传感器连续采样5s(预设时长)的时间，在5s内的峰值个数为N，那么脉搏即为N×12；DC部分代表了与心跳不相关的部分，DC部分是光透过皮肤组织转换成的直流信号，并与测试点组织的结构构成密切相关。由于不同部位的皮肤组织分布不同，因此，不同部位的AC信号、DC信号的值均不同，因此不同部位对光的吸收程度不同，DC部分也就不一样。

不同部位的PPG信号不同，表现在AC信号峰值(电压值)不同、AC/DC值不同，对于不同人来说，测量两个位置的AC电压值、AC/DC值分别各自不同，且两个位置的AC值之比形成一定的值(如3:3.1)，或者个性化的两个位置的AC值曲线，当指定部位为三个时，则三个位置的AC值之比形成一定的值(例如3:3.1:4)，或者个性化的三个位置的AC值曲线。

某个测量部位的PPG电信号特征值是指该部位的AC信号峰值与DC信号值的比值。因此，这里PPG电信号特征值的获取过程如下：首先对PPG信号进行时域特征提取得到PPG在时域的AC部分和DC部分；然后获取AC部分的AC信号峰值以及DC部分的DC值；最后通过比值运算得到PPG电信号特征值。

2、PPG光信号特征值

PPG传感器包括光发射器和光检测器，光发射器发射出一定强度的光，发射出的光经皮肤、皮下组织、血管、肌肉等反射回来被光检测器接收，光检测器接收到的光强度与光发射出去的光强度的比值，反映了光被人体的吸收程度，不同部位的吸收差异因人而异。这里的PPC光信号特征值可以通过光反射率ROF(Reflectance or reflection factor)来表征，光反射率ROF是指PPG传感器检测到的光强度与输出的光强度比值。

某个测量部位的光反射率ROF可以通过PPG传感器检测的光信号确定，通过以下公式计算得到：

ROF＝接收光的强度/输出光的强度；

或，ROF＝接收光的密度/输出光的密度。

考虑到光信号强度会随着血液的流动发生轻微变化，这里采用将用户首次测量的得到的PPG光信号特征值的数值±偏差值(偏差系数与数值的乘积，其中，偏差系数为数值的预设百分比，例如偏差系数设置为0.65％)作为预设标准中的PPG光信号特征值标准值，例如在用户首次测量时，通过PPG传感器测得的某个测量部位的在某一时刻(例如t＝1s)下的ROF值为L1，则将L1±0.65％×L1作为PPG光信号特征值标准值。

由于不同部位测到的PPG信号的质量也不同，为了进一步提高识别精度，该步骤S102还包括：

a2对上述PPG信号进行时域特征提取，并计算得到PPG信号质量特征值。

这里的PPG信号质量特征值可以以灌注指数PI值来表示。PI是指血流灌注指数(Perfusion Index，PI，或称血管博动指数)，PI值反映了脉动血流情况，即反映了血流灌注能力。脉动的血流越大，脉动分量就越多，PI值就越大。因此，测量部位(皮肤、指甲、骨骼等影响)和用户本身的血流灌注情况(动脉血液的流动情况)都将影响PI值。

在时域内，PI值采用振幅与均值的比值表示。如图2中，在时间为t＝1(单位，s)时，某个测量部位的PI＝(a2-a1)/a3，a2、a1对应了波峰和波谷的峰值，二者的差值即为振幅，a3为a2与a1二者的平均值。不同用户的PI值差别较大。

B对上述PPG信号进行特征提取以及运算处理，得到PPG信号特征值之比值。

C对上述PPG信号进行特征提取以及运算处理，得到PPG信号特征值和PPG信号特征值之比值。

具体的，步骤C包括以下步骤：

C1对上述PPG信号进行特征提取以及运算处理后得到指定部位的PPG信号特征值。

C2对上述PPG信号特征值再进行比值运算，计算得到至少两个不同的部位的PPG信号特征值之比值。需要指出的是，当指定部位为三个或者三个以上时，PPG信号特征值之比值可以通过方式一：按照指定部位的PPG信号特征值之间添加数学符号(：)并根据预设顺序依次连接得到PPG信号特征值之比值，也可以通过方式二：按照顺序将任意两个指定部位的PPG信号特征值进行计算，从而得到多个比值。鉴于方式二计算过程繁琐，占用资源大，为节约时间成本及资源空间，优选的是，采用方式一计算得到PPG信号质量特征值之比值。

考虑到采集的PPG信号存在信号噪声或者信号不稳定的情况，为了提高用户识别的准确度。

进一步的，在步骤S102之前，该方法还包括：

对获取的指定部位的上述PPG信号进行预处理。上述预处理过程包括提取、去噪(例如采用滤波、平滑等技术)、放大或者拟合的一种或多种。

具体实施时，首先提取预设时长中间范围内的PPG信号，然后对该范围内的PPG信号进行去噪处理，以获得稳定的PPG信号。

例如，当预设时长为5s时，可以提取中间范围3s内的PPG信号。中间范围可以根据预设时长的长短以及实际信号强弱等需求进行选取。

S103：将上述PPG信号特征参数与用户数据库中的预设标准的PPG信号特征参数标准值进行匹配。

其中，上述用户数据库中包括预设标准与用户信息的对应关系。用户数据库是预先生成的并存储在电子设备中，上述预设标准是经过用户确认授权的，即通过用户的认证与用户信息关联起来的。在一个实施例中，预设标准可以通过用户首次测试获取的，且需要用户输入用户信息进行确认对应关联。

具体的，将指定部位的PPG信号特征值与预先存储的用户数据库中的预设标准的PPG信号特征参数标准值进行匹配，即在用户数据库中进行查询比对，以获取与预设标准对应的用户信息(即获取匹配的用户信息)。

S104：当匹配成功时，将与预设标准对应的用户信息进行输出，完成用户识别。

具体的，上述将与预设标准对应的用户信息进行输出主要通过以下方式执行：

a将与预设标准对应的用户信息显示在电子设备的显示模块(显示屏)上，供目标用户查看。

和/或

b将与预设标准对应的用户信息通过电子设备的通讯模块发送至目标用户的移动终端上，供目标用户查看。

具体的，将与预设标准对应的用户信息通过电子设备的通讯模块以短信息的形式发送至目标用户的移动终端，或，将与预设标准对应的用户信息通过电子设备的通讯模块发送至用户的移动终端安装并注册的APP(应用程序)上，并以闪烁或者滚动播放文字信息的形式进行提示。

和/或

c将与预设标准对应的用户信息通过电子设备的通讯模块发送至与目标用户相关的指定用户的移动终端上，供指定用户查看。

上述指定用户可以是目标用户的家属、教练或者医护人员。

考虑到识别存在异常的情况以及用户的隐私问题，为防止用户信息泄露，在通过方式c发送时，需要经过目标用户的确认，经过目标用户确认授权后方可发送。

本发明实施例提供的用户的识别方法首先通过获取目标用户的体表的指定部位的PPG信号；其中，指定部位包括目标用户的体表的至少两个不同的部位；然后根据PPG信号生成PPG信号特征参数；接下来，将PPG信号特征参数与用户数据库中的预设标准的PPG信号特征参数标准值进行匹配，以得到匹配的用户信息；当匹配成功时，最后将与匹配的预设标准对应的用户信息进行输出，完成用户识别。因此，本发明实施例提供的技术方案，根据不同用户相同位置的PPG信号不同，且同一个用户的不同位置的PPG信号不同，且同一个用户的不同位置的PPG信号的相对强弱、大小的关系为固定。通过将获取目标用户的体表的指定部位的PPG信号特征参数同预置的预设标准相比较，即可以识别出该用户。

进一步的是，为了增加电子设备的适用性以及提高识别准确性，该方法还包括：

获取目标用户的生理信息；对上述生理信息进行信号处理得到生理信息数值；将上述生理信息数值与预设标准的生理参数标准值进行匹配。

其中，上述生理信息包括体重信息或者体成分信息的至少一种。

上述信号处理包括滤波放大以及模数转换，得到生理信息数值。

具体的，通过电子设备的第二特征信息采集模块(包括称重传感器、体成分传感器)采集得到目标用户的生理信息，如重量、阻抗。这里的生理信息可以作为辅助特征信息，既能够增加识别的准确率，又能够满足用户对电子设备的多功能需求，提高设备的适用范围和用户的体验度。

进一步的，该方法还包括标定步骤。

该标定步骤包括：D对预设标准进行标定。

和/或，

E对测试位置进行标定。

步骤D可以通过以下步骤之一执行：

一、定期标定：即每隔预设周期对预设标准进行标定。

每隔预设周期对用户数据库中的预设标准进行标定，例如，每隔一个月对用户数据库中的预设标准进行标定，在一个实施例中，可以将用户数据库中用户最近测试的特征数据作为新的预设标准，将新的预设标准与用户信息进行对应关联，并将原有的预设标准进行解绑删除。

在另一个实施例中，用户经常测量身体指标时，可定期更新预设标准的PPG信号特征值，即重新采集其体表位置的PPG信号，更新标准特征值。此情况适用于用户的锻炼情况发生变化，如某用户一贯坚持跑步锻炼，但近3个月锻炼较少，人的体重可能发生明显变化，且该用户的身体部位的组织、血流形态均会相应于锻炼情况改变而发生明显变化，因此重新标定特征值，更有利于提高识别的精确率。

二、随时标定：即接收目标用户的重新标定指令进行标定。

这里的用户可以是目标用户也可以是首次使用设备的用户

为了提高用户体验度，满足用户在任何时间的更新需求，即用户可以根据自身意愿进行重新标定，在任何时间均可以进行标定。例如当用户长时间未使用该测量设备，可操作启动标定程序，选择重新标定；或者当识别正确时，用户认为需要标定，则操作启动标定程序，进行重新标定；又或者当用户发现识别错误时，即操作启动标定程序重新标定。上述重新标定是指将当前采集的特征数据作为新的预设标准，且与用户信息进行重新对应关联，并删除原有预设标准的信息。

步骤E具体包括：

对用户测试位置进行定位，以使用户测试位置在预设位置。此处的用户可以是首次使用电子设备的用户，也可以是再次使用电子设备的用户，还可以是目标用户。

在一个实施例中，通过利用电子设备的位置传感器布置的测试轮廓线可以实现对用户测试位置的标定。

当用户测试位置未位于预设位置，该方法还包括：

对用户进行语音提示或者文字提示，以使用户测试位置在预设位置。

具体的，可以通过电子设备的语音模块对用户进行语音提示或者通过显示模块对用户进行文字提示。

需要说明的是，还可以通过人为设置标识线或者在附上文字说明以提示用户测试位置。

实施例二：

本发明实施例提供了另一种用户的识别方法，应用于电子设备端。如图3所示，该用户的识别方法包括以下步骤：

S201：获取用户的预设标准以及用户信息，将用户的预设标准与用户信息进行存储并关联，以构建用户数据库。

其中，上述预设标准包括但不限于PPG信号特征参数标准值以及生理参数标准值。这里的用户信息包括用户的ID信息(可以是身份证信息或者会员卡信息)以及移动终端信息(例如联系方式)。

上述用户数据库可以通过在用户首次使用电子设备进行测量时，将多个用户的预设标准与用户信息对应关联起来，实现用户与电子设备的绑定，并由电子设备进行记录存储构建得到。

考虑到用户的生理信息会随着进食、进水量等因素发生变化，这里采用将用户首次测量得到的生理信息的数值±偏差值(数值的预设百分比，例如3％至5％)作为预设标准中的生理参数标准值。

S202：获取目标用户的生理信息，对上述生理信息进行信号处理得到生理信息数值。

S203：获取目标用户的体表的指定部位的PPG信号，根据上述PPG信号生成PPG信号特征参数。

S204：将上述PPG信号特征参数与用户数据库中的预设标准的PPG信号特征参数标准值进行一次匹配。

当一次匹配成功时，即查找获取得到与预设标准对应的用户信息，执行步骤S205；当一次匹配失败时，即用户数据库中没有存储目标用户信息，执行步骤S207：提示目标用户出错信息或者提示目标用户录入个人信息。具体的，提示的方式可以以语音提示或者文字显示的方式实现。

S205：将上述生理信息数值与与预设标准对应的用户信息的生理参数标准值进行二次匹配。

当二次匹配成功时，执行步骤S206；当二次匹配失败时，执行步骤S208：向目标用户展示匹配信息结果，提示目标用户对匹配信息结果进行核对；以使用户根据上述匹配信息结果决定是否对预设标准进行标定或者是否对生理信息进行更新。上述匹配信息结果包括一次匹配得到的用户信息以及预设标准、该次测量得到的PPG信号特征参数以及生理信息数值。

S206：将与预设标准对应的用户信息进行输出。

需要说明的是，考虑到不同用户的生理信息数值相同的情况，为了提高识别精度以及提高处理效率以节约时间成本，因此本实施例中优选的是执行步骤S204之后执行步骤S205。

此外，步骤S202和步骤S203仅为方便描述使用，并不代表其先后顺序，步骤S202和步骤S203可以同时进行，步骤S202也可以在步骤S203之后进行。

实施例三：

由于现有的人体秤识别用户的方法均需要用户进行一定的动作来操作，例如通过扫描二维码、或刷健身卡进行登录的方式，因此缺乏智能性、便利性。

本发明实施例提供了一种人体秤，采用前述实施例提及的用户的识别方法。参照图4所示，该人体秤包括：PPG传感器400、称重传感器500、处理器600、存储模块700和显示模块800，PPG传感器400、称重传感器500、存储模块700和显示模块800均分别与处理器600相连接。

进一步的，上述人体秤还包括：通讯模块(图中未示出)，通讯模块与处理器相连接，上述通讯模块用于将各种数据信息上传至用户的移动设备。上述通讯模块通讯模块可以是蓝牙、Wifi等无线通讯模块。

进一步的，上述人体秤还包括：与处理器相连接的语音模块(图中未示出)，用于进行语音提示。

进一步的，上述人体秤还包括：与处理器相连接的体成分传感器(图4中未示出)，用于采集人体的体成分信息。需要指出的是，上述体成分传感器包括多个测量用电极。

其中，上述PPG传感器用于获取人体局部的光电体积容积PPG信号。

具体的，上述PPG传感器至少为两个，以获取用户的体表的指定部位的PPG信号。

上述称重传感器用于采集人体的体重信息。

上述处理器用于接收来自PPG传感器以及称重传感器采集的数据信息，并将上述数据信息进行处理，得到PPG信号特征参数以及体重数值，并与存储模块中存储的用户数据库中的预设标准及用户信息进行匹配，完成识别。

上述存储模块用于储存用户信息、预设标准、用户信息与预设标准的对应关系和测量到的各种数据信息等等。

上述显示模块用于将匹配的用户信息进行显示。

本实施例中，以PPG传感器为两个，为例对本实施例中的人体秤的使用方法进行说明。

同一个用户不同部位获取的PPG信号不同，不同的用户相同部位获取的PPG信号不同。在人体秤上设置PPG传感器，来采集用户不同部位的PPG信号，因此，PPG传感器可以放置于与用户体表接触的位置，例如图5或者图6中与脚底接触的面板100。但是需要指出的是与体表接触不到的位置不必设置(例如某些用户的脚为弓形)。图5示出了一种PPG传感器的分布位置示意图，能够测量左脚的外侧靠近于脚趾部和右脚的外侧靠近与脚跟部的两个部位，图6示出了另一种PPG传感器的分布位置示意图，能够测量左脚的外侧靠近于脚趾部和左脚的外侧靠近于脚跟部的两个部位。这里将PPG传感器测试的两个部位定义为A1部位和A2部位。

在使用前，首先对用户测试位置进行标定，以使用户测试位置在预设位置，从而保证每次测量时获取信号的脚部位置相同，提高测试结果的准确度。标定方式可以采用前述实施例中提及的位置传感器进行标定，也可以使用LED灯条设置成边缘标志线进行标定，还可以采用图5或者图6中以人工方式在电极200边缘以喷涂的方式设立边缘标志线300。

换句话说，为保持每次测量时，获取PPG信号的脚部位置与首次存储时的位置相同，可以在人体秤上进行提示，以使用户每次站立在人体秤上时保持位置相同。

进一步的，还可以再在电极附近设置文字说明“请把脚后跟边缘贴于标志线放置”，或在电极周围设立脚部轮廓线，提醒用户脚的放置位置。当然，也可以直接通过语音模块进行语音提示用户脚的放置位置。

每个用户首次使用时，人体秤同时获取称重传感器信号、该用户A1部位和A2部位的PPG信号，确定体重数值、A1部位和A2部位的PPG信号特征值及PPG信号特征值之比值，并以此为预设标准存储，然后与用户录入的用户信息进行关联；上述用户信息仅需要用户通过一次刷卡或者一次输入，以后无须再次输入，避免了多次输入造成用户体验度不高的问题。

具体的，人体秤对称重传感器的输出的电信号经过处理计算之后得到具体的重量值，即用户称重的体重数值。

在用户体重作为特征信息进行识别时，由于体重可因为进食、饮水、出汗、如厕因素而发生变化，因此可以限定用户体重的预设范围，这里以首次称重时的数据±3％作为预设标准中的体重参数标准值。

人体秤通过A1部位和A2部位的PPG传感器各采集5s的PPG信号，然后对采集的PPG信号进行处理，生成PPG信号特征值及PPG信号特征值之比值。

下面以PPG电信号特征值和PPG信号质量特征值的计算过程为例进行说明。

一、PPG电信号特征值的计算过程：

具体的，分别对5s的PPG信号去除第1s和第5s的PPG信号，取中间3s内的PPG信号计算AC电压平均值。

参照图7，图中A1部位的AC信号峰值为0.0045V，记为VA1，DC信号的值为0.64V，记为VD1。A2部位的AC信号峰值为0.0038V，记为VA2，DC信号的值为0.68V，记为VD2。计算A1部位AC信号峰值与DC信号值之比0.707％，即A1部位的PPG电信号特征值K1。

A2部位AC信号峰值与DC信号值之比0.558％，即A2部位的PPG电信号特征值K2，然后将A1部位的电信号特征值K1与A2部位的电信号特征值K2进行比值运算，即K1与K2之比为1.26，即A1、A2两个部位PPG信号特征值之比值K3为1.26。

然后将首次测量得到的数据K1、K2以及K3作为预设标准的PPG信号特征参数标准值(以大写K标识标准值)与用户信息进行对应关联，并存储在用户数据库中。

当再次或以后多次使用人体秤时，处理器根据PPG传感器再次获取k1、k2和k3值(以小写k标识测量值)，并与预设标准的PPG信号特征参数标准值进行比较匹配。

受PPG传感器硬件的影响，不同的PPG传感器测得的AC、DC、AC/DC的值不同，上述数字仅为示例。

二、PPG信号质量特征值的计算过程可以参见前述实施例：

A1部位的PPG信号质量特征值为PI1，A2部位的PPG信号质量特征值为PI2，并将PI1与PI2的比值记为MPI，即A1、A2两个部位的PPG信号质量特征值之比值MPI。

首次测量的PI1、PI2、MPI作为预设标准的PPG信号特征参数标准值(以大写字母标识标准值)，也与用户信息进行对应关联，并存储在用户数据库中。

当再次测量时，可将测量到的的pi1、pi2、mpi(小写字母标识测量值)与预设标准相比较，进一步确定识别结果，

通过“PPG电信号特征值+PPG电信号特征值之比值”的方式提高了识别精度。再加上“PPG信号质量特征值+PPG信号质量特征值之比值”的方式进一步提高了识别精度。

当上述PPG信号测量值与某个用户的预设标准的PPG信号特征标准值相同以及体重测量值与预设标准的体重标准值均相同，即完全匹配成功，则将与预设标准值对应的用户信息进行输出，实现了用户的高精度识别。

实施例四：

如图7所示，本发明实施例还提供一种用户的识别装置，该装置包括：

第一特征信息采集模块10，用于获取目标用户的体表的指定部位的PPG信号；其中，上述指定部位包括目标用户的体表的至少两个不同的部位。

处理模块20，用于根据上述PPG信号生成PPG信号特征参数。

进一步的，上述特征提取模块具体用于：对上述PPG信号进行特征提取以及运算处理，得到PPG信号特征值和/或特征值之比值。其中，对上述PPG信号进行特征提取以及运算处理，得到PPG信号特征值，具体包括：

对上述PPG信号进行时域特征提取，并计算得到PPG电信号特征值；

或者，对所述PPG信号进行光信号提取，并计算得到PPG光信号特征值。

对上述PPG信号进行时域特征提取，并计算得到PPG信号质量特征值。

匹配模块30，用于将上述PPG信号特征参数与用户数据库中的预设标准的PPG信号特征参数标准值进行匹配；其中，上述用户数据库中包括预设标准与用户信息的对应关系。

输出模块40，用于当匹配成功时，将与预设标准对应的用户信息进行输出，完成用户识别。

进一步的，该装置还包括：

第二特征信息采集模块50，获取目标用户的生理信息；其中，上述生理信息包括体重信息或者体成分信息的至少一种。

上述处理模块还用于对上述生理信息进行信号处理得到生理信息数值；

上述匹配模块还用于将上述生理信息数值与预设标准的生理参数标准值进行匹配。

进一步的，该装置还包括：

标定模块60，用于对预设标准进行标定。具体的，上述标定模块用于每隔预设周期对预设标准进行标定；和/或，接收目标用户的重新标定指令进行标定。

进一步的，上述标定模块还用于对用户测试位置进行定位，以使用户测试位置在预设位置。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

本发明实施例提供的用户的识别装置，与上述实施例提供的用户的识别方法具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。

本发明实施例还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述实施例一或实施例二提供的用户的识别方法的步骤。

本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器运行时执行上述实施例一或实施例二提供的用户的识别方法的步骤。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (12)

1.一种用户的识别方法，其特征在于，包括：

获取目标用户的体表的指定部位的PPG信号；其中，所述指定部位包括目标用户的体表的至少两个不同的部位；在不同部位设置第一特征信息采集模块，通过不同第一特征信息采集模块分别采集指定部位的PPG信号；

根据所述PPG信号生成PPG信号特征参数；所述PPG信号特征参数包括PPG信号特征值和/或PPG信号特征值之比值，所述PPG信号特征值包括PPG电信号特征值、PPG光信号特征值或PPG信号质量特征值的至少一种；其中，某个测量部位的PPG电信号特征值是指该部位的AC信号峰值与DC信号值的比值；PPG光信号特征值通过光反射率ROF来表征，某个测量部位的光反射率ROF通过PPG传感器检测的光信号确定，计算公式如下：ROF＝接收光的强度/输出光的强度；或，ROF＝接收光的密度/输出光的密度；PPG信号质量特征值以灌注指数PI值来表示，在时域内，PI值采用振幅与均值的比值表示，振幅是指时域内波峰与波谷的峰值的差值，均值是指时域内波峰与波谷的峰值的平均值；

将所述PPG信号特征参数与用户数据库中的预设标准的PPG信号特征参数标准值进行匹配；其中，所述用户数据库中包括预设标准与用户信息的对应关系；

当匹配成功时，将与预设标准对应的用户信息进行输出，完成用户识别。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述PPG信号生成PPG信号特征参数，具体包括：

对所述PPG信号进行特征提取以及运算处理，得到PPG信号特征值和/或特征值之比值。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对所述PPG信号进行特征提取以及运算处理，得到PPG信号特征值，具体包括：

对所述PPG信号进行时域特征提取，并计算得到PPG电信号特征值；

或者，

对所述PPG信号进行光信号提取，并计算得到PPG光信号特征值。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括：

对所述PPG信号进行时域特征提取，并计算得到PPG信号质量特征值。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

获取目标用户的生理信息；

对所述生理信息进行信号处理得到生理信息数值；

将所述生理信息数值与预设标准的生理参数标准值进行匹配。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

对预设标准进行标定。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述对预设标准进行标定，具体包括：

每隔预设周期对预设标准进行标定；

或者，

接收目标用户的重新标定指令进行标定。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

对用户测试位置进行定位，以使用户测试位置在预设位置。

9.一种用户的识别装置，其特征在于，包括：

第一特征信息采集模块，用于获取目标用户的体表的指定部位的PPG信号；其中，所述指定部位包括目标用户的体表的至少两个不同的部位；在不同部位设置第一特征信息采集模块，通过不同第一特征信息采集模块分别采集指定部位的PPG信号；

处理模块，用于根据所述PPG信号生成PPG信号特征参数；所述PPG信号特征参数包括PPG信号特征值和/或PPG信号特征值之比值，所述PPG信号特征值包括PPG电信号特征值、PPG光信号特征值或PPG信号质量特征值的至少一种；其中，某个测量部位的PPG电信号特征值是指该部位的AC信号峰值与DC信号值的比值；PPG光信号特征值通过光反射率ROF来表征，某个测量部位的光反射率ROF通过PPG传感器检测的光信号确定，计算公式如下：ROF＝接收光的强度/输出光的强度；或，ROF＝接收光的密度/输出光的密度；PPG信号质量特征值以灌注指数PI值来表示，在时域内，PI值采用振幅与均值的比值表示，振幅是指时域内波峰与波谷的峰值的差值，均值是指时域内波峰与波谷的峰值的平均值；

匹配模块，用于将所述PPG信号特征参数与用户数据库中的预设标准的PPG信号特征参数标准值进行匹配；其中，所述用户数据库中包括预设标准与用户信息的对应关系；

输出模块，用于当匹配成功时，将与预设标准对应的用户信息进行输出，完成用户识别。

10.一种人体秤，其特征在于，采用上述权利要求1至8任一项所述的用户的识别方法，所述人体秤包括：PPG传感器、称重传感器、处理器、存储模块和显示模块，所述PPG传感器、称重传感器、存储模块和显示模块均分别与所述处理器相连接；

所述PPG传感器用于获取人体局部的PPG信号；

所述称重传感器用于采集人体的体重信息；

所述处理器用于接收来自所述PPG传感器以及称重传感器采集的数据信息，并将所述数据信息进行处理，得到PPG信号特征参数以及体重数值，并与存储模块中存储的用户数据库中的预设标准及用户信息进行匹配，完成识别；

所述存储模块用于储存用户信息、预设标准、用户信息与预设标准的对应关系以及测量到的各种数据信息；

所述显示模块用于将匹配的用户信息进行显示。

11.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述权利要求1至8任一项所述的方法的步骤。

12.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器运行时执行上述权利要求1至8任一项所述的方法的步骤。

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