CN111493886A - 一种血氧饱和度和压力等级的计算方法和穿戴设备 - Google Patents

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CN111493886A CN201910100548.6A CN201910100548A CN111493886A CN 111493886 A CN111493886 A CN 111493886A CN 201910100548 A CN201910100548 A CN 201910100548A CN 111493886 A CN111493886 A CN 111493886A
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Abstract

本申请提供一种血氧饱和度和压力等级的计算方法和穿戴设备，穿戴设备包括发光组件和光检测器组件，发光组件包括第一发光元件和第二发光元件；光检测器组件包括第一光检测器和第二光检测器，第一光检测器和第二光检测器用于共同接收第一反馈光线或者第二反馈光线；该方法包括通过第一光检测器和第二光检测器共同接收第二反馈光线后，得到第一光电容积脉搏波描记信号；根据第一光电容积脉搏波描记信号得到人体的血氧饱和度；通过第一光检测器和第二光检测器共同接收第一反馈光线后，得到第二光电容积脉搏波描记信号；根据所述第二光电容积脉搏波描记信号得到所述人体的压力等级。通过上述方式，能够降低检测手腕部的血氧饱和度和压力等级的误差。

Description

一种血氧饱和度和压力等级的计算方法和穿戴设备
技术领域
本申请涉及血氧监测技术领域，具体涉及一种血氧饱和度和压力等级的计算方法和穿戴设备。
背景技术
目前市场上的绝大多数测量人体血氧饱和度和压力等级的产品都是基于手指部位进行测量。测量流程一般包括光电容积脉搏波描记 (photo plethysmo graph，PPG)信号采集、信号处理，从而得到血氧饱和度和压力等级
本申请的发明人在长期研发中发现，血氧饱和度的计算依赖于信号的峰谷检测，现有技术中通过高频率采集手指的PPG信号的方式，会提高产品的功耗，也会给用户的使用带来不便。若采集手腕部PPG 信号的方式，用户的神经活动会对PPG信号产生干扰，导致峰谷检测会有一定失真性，血氧饱和度的误差较高。同时，在用户的手腕部测量用户的压力等级时，准确率较低。
发明内容
本申请提供一种血氧饱和度和压力等级的计算方法和穿戴设备，以解决现有技术中检测手腕部的血氧饱和度和压力等级的误差较高的问题。
为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种血氧饱和度和压力等级的计算方法，应用于穿戴设备，其中，穿戴设备包括发光组件和光检测器组件，发光组件包括第一发光元件和第二发光元件，第一发光元件用于向皮肤发射第一光线，第二发光元件用于向皮肤发射第二光线；光检测器组件包括第一光检测器和第二光检测器，第一光检测器和第二光检测器用于共同接收第一反馈光线或者第二反馈光线，第一反馈光线通过第一光线在皮肤反射后得到，第二反馈光线通过第二光线在皮肤反射后得到；第一光检测器的第一物理中心与第一发光元件的第三物理中心之间具有第一距离，第一距离为 2.8毫米～5.0毫米；第二光检测器的第二物理中心与第二发光元件的第四物理中心之间具有第二距离，第二距离为4.0毫米～9.0毫米；方法包括：通过第一光检测器和第二光检测器共同接收第二反馈光线后，得到第一光电容积脉搏波描记信号；根据第一光电容积脉搏波描记信号得到人体的血氧饱和度；通过第一光检测器和第二光检测器共同接收第一反馈光线后，得到第二光电容积脉搏波描记信号；根据第二光电容积脉搏波描记信号得到人体的压力等级。
为解决上述技术问题，本申请采用的另一个技术方案是：提供一种穿戴设备，其中，穿戴设备包括发光组件和光检测器组件，发光组件包括第一发光元件和第二发光元件，第一发光元件用于向皮肤发射第一光线，第二发光元件用于向皮肤发射第二光线；光检测器组件包括第一光检测器和第二光检测器，第一光检测器和第二光检测器用于共同接收第一反馈光线或者第二反馈光线，第一反馈光线通过第一光线在皮肤反射后得到，第二反馈光线通过第二光线在皮肤反射后得到；第一光检测器的第一物理中心与第一发光元件的第三物理中心之间具有第一距离，第一距离为2.8毫米～5.0毫米；第二光检测器的第二物理中心与第二发光元件的第四物理中心之间具有第二距离，第二距离为4.0毫米～9.0毫米，所述第一光检测器和所述第二光检测器共同用于人体的血氧饱和度和压力等级的计算。
本申请的有益效果是：区别于现有技术的情况，本申请提供一种血氧饱和度和压力等级的计算方法和穿戴设备，该血氧饱和度和压力等级的计算方法，应用于穿戴设备，其中，穿戴设备包括发光组件和光检测器组件，发光组件包括第一发光元件和第二发光元件，第一发光元件用于向皮肤发射第一光线，第二发光元件用于向皮肤发射第二光线；光检测器组件包括第一光检测器和第二光检测器，第一光检测器和第二光检测器用于共同接收第一反馈光线或者第二反馈光线，第一反馈光线通过第一光线在皮肤反射后得到，第二反馈光线通过第二光线在皮肤反射后得到；第一光检测器的第一物理中心与第一发光元件的第三物理中心之间具有第一距离，第一距离为2.8毫米～5.0毫米；第二光检测器的第二物理中心与第二发光元件的第四物理中心之间具有第二距离，第二距离为4.0毫米～9.0毫米；方法包括通过第一光检测器和第二光检测器共同接收第二反馈光线后，得到第一光电容积脉搏波描记信号；根据第一光电容积脉搏波描记信号得到人体的血氧饱和度；通过第一光检测器和第二光检测器共同接收第一反馈光线后，得到第二光电容积脉搏波描记信号；根据第二光电容积脉搏波描记信号得到人体的压力等级。通过将第一发光元件、第二发光元件、第一光检测器及第二光检测器按照一定距离设置，使得两个光检测器共同检测两个发光元件时的光电容积脉搏波描记信号更加准确，解决了现有技术中手腕部的血氧饱和度和压力等级的误差较高的问题。
附图说明
为了更清楚地说明申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的情况下，还可以根据这些附图获得其他的附图，其中：
图1是本申请一种血氧饱和度和压力等级的计算方法一实施例的流程示意图；
图2是本申请一种血氧饱和度和压力等级的计算方法中血氧饱和度的计算方法一实施例的流程示意图；
图3是波峰和波谷进行带步长差分后的示意图；
图4是图3所示波峰临近点和波谷临近点加窗后的示意图；
图5是本申请一种血氧饱和度和压力等级的计算方法中压力等级的计算方法一实施例的流程示意图；
图6是本申请一种人体生理参数监测组件一实施例的结构示意图；
图7是图6所示第一发光元件和第二发光元件的结构示意图；
图8是图7所示发光组件和光检测器组件的物理中心的结构示意图；
图9是本申请一种穿戴设备一实施例的结构示意图；
图10是图9所示穿戴设备内部的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动情况下所获得的所有其他实施例，均属于本申请保护的范围。
需要说明，若本申请实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本申请要求的保护范围之内。
请参阅图1，图1是本申请一种血氧饱和度和压力等级的计算方法一实施例的流程示意图。本实施例揭示的方法应用于穿戴设备，穿戴设备包括发光组件和光检测器组件，发光组件包括第一发光元件和第二发光元件，第一发光元件用于向皮肤发射第一光线，第二发光元件用于向皮肤发射第二光线；光检测器组件包括第一光检测器和第二光检测器，第一光检测器和第二光检测器用于共同接收第一反馈光线或者第二反馈光线，第一反馈光线通过第一光线在皮肤反射后得到，第二反馈光线通过第二光线在皮肤反射后得到；第一光检测器的第一物理中心与第一发光元件的第三物理中心之间具有第一距离，第一距离为2.8毫米～5.0毫米；第二光检测器的第二物理中心与第二发光元件的第四物理中心之间具有第二距离，第二距离为4.0毫米～9.0毫米；穿戴设备的具体结构后面再详细描述。在本实施例中，第一距离为3.2毫米～4.5毫米；第二距离为6.5毫米～7.0毫米，本实施例所揭示的方法具体可以包括以下步骤：
S11：通过第一光检测器和第二光检测器共同接收第二反馈光线后，得到第一光电容积脉搏波描记信号。
第二发光元件用于向皮肤发射第二光线后，第一光检测器和第二光检测器共同接收到由皮肤反射回来的第二反馈光线，得到第一光电容积脉搏波描记信号。
S12：根据第一光电容积脉搏波描记信号得到人体的血氧饱和度。
将第一光电容积脉搏波描记信号经过处理和计算，可以得到人体的血氧饱和度。
S13：通过第一光检测器和第二光检测器共同接收第一反馈光线后，得到第二光电容积脉搏波描记信号。
第一发光元件用于向皮肤发射第一光线后，第一光检测器和第二光检测器共同接收到由皮肤反射回来的第一反馈光线，得到第二光电容积脉搏波描记信号。
S14：根据第二光电容积脉搏波描记信号得到人体的压力等级。
将第二光电容积脉搏波描记信号经过处理和计算，可以得到人体的压力等级。
本申请提供一种血氧饱和度和压力等级的计算方法和穿戴设备，该血氧饱和度和压力等级的计算方法，应用于穿戴设备，其中，穿戴设备包括发光组件和光检测器组件，发光组件包括第一发光元件和第二发光元件，第一发光元件用于向皮肤发射第一光线，第二发光元件用于向皮肤发射第二光线；光检测器组件包括第一光检测器和第二光检测器，第一光检测器和第二光检测器用于共同接收第一反馈光线或者第二反馈光线，第一反馈光线通过第一光线在皮肤反射后得到，第二反馈光线通过第二光线在皮肤反射后得到；第一光检测器的第一物理中心与第一发光元件的第三物理中心之间具有第一距离，第一距离为2.8毫米～5.0毫米；第二光检测器的第二物理中心与第二发光元件的第四物理中心之间具有第二距离，第二距离为4毫米～9.0毫米；方法包括通过第一光检测器和第二光检测器共同接收第二反馈光线后，得到第一光电容积脉搏波描记信号；根据第一光电容积脉搏波描记信号得到人体的血氧饱和度；通过第一光检测器和第二光检测器共同接收第一反馈光线后，得到第二光电容积脉搏波描记信号；根据第二光电容积脉搏波描记信号得到人体的压力等级。通过将第一发光元件、第二发光元件、第一光检测器及第二光检测器按照一定距离设置，使得两个光检测器共同检测两个发光元件时的光电容积脉搏波描记信号更加准确，能够降低检测手腕部的血氧饱和度和压力等级的误差。
在上述实施方式的基础上，本申请提出一种血氧饱和度和压力等级的计算方法的另一实施例。第一发光元件、第二发光元件、第一光检测器及第二光检测器呈四边形分布，第一发光元件与第一光检测器分别设置于四边形第一对角线的两个顶点，第二发光元件与第二光检测器分别设置于四边形第二对角线的两个顶点；第一发光元件包括绿光光源，第二发光元件包括红光光源和红外光源。本实施例揭示的方法与上述相同的部分此处不做赘述，由于本申请所揭示的方法可以计算血氧饱和度和计算压力等级，因此存在两种情况，下面对两种情况分别进行说明。
请一并参阅图2，图2是本申请一种血氧饱和度和压力等级的计算方法中血氧饱和度的计算方法一实施例的流程示意图。具体可以包括以下步骤：
S21：通过第一光检测器和第二光检测器共同接收第二反馈光线后，得到第一光电容积脉搏波描记信号。
在一具体实施例中，可以包括以下步骤：
S211：根据预设血氧饱和度对血氧饱和度进行校准。
由于手指采集到光电容积脉搏波描记信号一般信号质量很好，因此获取人体的手指部的血氧饱和度为预设血氧饱和度，根据公式(3) 计算出血氧饱和度的校准系数，以在血氧饱和度的计算公式中对血氧饱和度进行校准：
Figure RE-GDA0002017945840000081
其中，B为校准系数，A为第一拟合参数，a1为预设血氧饱和度，z为采集到的手腕血氧变量。
S212：通过第一光检测器和第二光检测器共同接收手腕部反射的第二反馈光线后，得到第一光电容积脉搏波描记信号。
第一光检测器和第二光检测器共同接收手腕部反射的第二反馈光线后，得到第一光电容积脉搏波描记信号，其中第一光电容积脉搏波描记信号包括波动血液的光强度值及非波动血液的光强度值。
S22：根据第一光电容积脉搏波描记信号得到人体的血氧饱和度。
在一具体实施例中，可以包括以下步骤：
S221：增强第一光电容积脉搏波描记信号得到第三光电容积脉搏波描记信号。
由于采集到的第一光电容积脉搏波描记信号里往往混杂着干扰信号，例如，干扰信号可以包括组织(如脂肪、皮肤等)的运动以及呼吸等所引起的信号。
各种干扰信号叠加下的第一光电容积脉搏波描记信号里常常会伴随着“爬坡”、“下坡”以及呼吸波的影响，使得第一光电容积脉搏波描记信号随着其他各种低频信号而起伏波动、甚至淹没于其他信号之中。这不仅给波峰波谷的识别带来困难，而且即使精准地识别到波峰波谷，也会因为这种上下波动而给波动血液的光强度值及非波动血液的光强度值的计算带来巨大误差，导致计算出的波动血液的光强度值的精度不够，因此需要增强第一光电容积脉搏波描记信号。
增强第一光电容积脉搏波描记信号后，得到第三光电容积脉搏波描记信号，从而能够提高波动血液的光强度值及非波动血液的光强度值的计算精度。
将第一光电容积脉搏波描记信号通过滤波器，将其分解为带高频的波动血液部分和带低频的非波动血液部分，将波动血液部分增大一定倍数再叠加到非波动血液部分上。这样在峰谷检测的时候误差会大大减小，从而能够降低信号漂移及呼吸波的影响。而增大的倍数，根据血氧公式，红光及红外光的波动血液部分增大的倍数会相互抵消，因而不会改变公式本身。
S222：对第三光电容积脉搏波描记信号进行波峰和波谷检测，得到波峰和波谷。
血氧饱和度的计算依赖于第三光电容积脉搏波描记信号的峰谷检测，在得到第三光电容积脉搏波描记信号后，进行波峰和波谷处理，得到至少一个波峰和一个波谷。在本实施例中，波峰和波谷的数量均为多个。
在一具体实施例中，对第三光电容积脉搏波描记信号第一带步长差分处理，得到第一波峰；对第三光电容积脉搏波描记信号第二带步长差分处理，得到第一波谷。
具体来说，建立坐标系，坐标系包括第一坐标轴和第二坐标轴，第一坐标轴与第二坐标轴垂直，根据公式(1)对第三光电容积脉搏波描记信号第一带步长差分处理，得到第一波峰：
Figure RE-GDA0002017945840000091
公式(1)中，当x(t)-x(t-k1)大于0时，且t＝nk1(其中n为非零自然数)时，y(t)为x(t)-x(t- k1)，否则y(t)都为0。
根据公式(2)对第三光电容积脉搏波描记信号第二带步长差分处理，得到第一波谷：
Figure RE-GDA0002017945840000101
公式(2)中，当x(t)-x(t-k2)小于0，且t＝ nk2(其中n为非零自然数)时，y(t)为x(t)-x(t-k2)，否则y(t)都为0。
其中，t为所述第一坐标轴，x为第二坐标轴， y为计算结果，即第一波峰或波谷，k1为第一步长，k2为第二步长，n为正整数。
在一具体实施例中，对做了信号增强处理后的第三光电容积脉搏波描记信号进行波峰和波谷检测。由于第三光电容积脉搏波描记信号中往往存在着重搏波和高频噪声的干扰，无法用寻找极值点的方法去检测峰谷；而常用的等步长差分的峰谷检测方式也只有在高采样频率 (一般1000Hz以上)才能奏效。对于25Hz的信号，本算法中采用的是带步长差分后加窗的方法来进行波峰及波谷的识别。
请一并参阅图3，图3是波峰和波谷进行带步长差分后的示意图。水平方向为第一坐标轴，第一坐标轴的单位为秒，垂直方向为第二坐标轴。时间t为3s，通过公式(1)和公式(2)进行带步长差分后，便可以得到波峰与波谷的临近点，其中圆点为波峰临近点，方点为波谷临近点。
S223：根据波峰和波谷得到峰谷。
峰谷是一种波具有的物理现象，吸收光谱中两个极大吸收峰间的最小吸收波长。得到波峰和波谷后，可以得到峰谷。
在一具体实施例中，获取第一阈值范围内的第一波峰和第一波谷，其中第一阈值范围内的起始点为第一波峰，终点为第一波谷；获取第一阈值范围内的最大值和最小值，得到峰谷。
请一并参阅图4，图4是图3所示波峰临近点和波谷临近点加窗后的示意图。
第一阈值范围可以是时间范围，在本实施例中，第一阈值范围是3 秒的时间窗口。对得到的波峰临近点和波谷临近点进行加时间窗口操作，获取时间窗口内的第一波峰和第一波谷。在时间窗口中，起始点为第一波峰，终点为第一波谷，求解时间窗口内的最大值与最小值，便可检测到峰谷。
S224：滤除第三光电容积脉搏波描记信号中的异常信号数据得到第四光电容积脉搏波描记信号。
在光电容积脉搏波描记信号的采集过程中，由于用户的手抖动或者身体转动等原因，会导致光电容积脉搏波描记信号出现异常。这种信号会对血氧饱和度的结果造成影响，需要对其进行滤除。
在本实施例中，对第三光电容积脉搏波描记信号进行滤波处理，以滤除异常信号数据，得到第四光电容积脉搏波描记信号。
S225：根据第四光电容积脉搏波描记信号计算出血氧饱和度。
在得到第四光电容积脉搏波描记信号后，进行拟合计算，从而可以计算出人体手腕部的血氧饱和度。
在一具体实施例中，计算出第一阈值范围内时刻血氧饱和度的平均值为血氧饱和度；获取预设数量的时刻血氧饱和度的平均值，得到平滑的血氧饱和度曲线。
具体来说，第二发光元件包括红光光源和红外光源，第二光检测器获取人体手腕部的红光光线和红外光光线，从而可以得到红光光源波长和红外光源波长。
根据第四光电容积脉搏波描记信号计算出血氧饱和度时，可以采用一次公式进行拟合，或者采用多次公式进行拟合。
采用一次公式进行拟合时，窗口内检测到的波的个数会因人而异，最后导致一个窗口内得到的血氧饱和度个数也会不同，即原始的血氧饱和度采样率不一样。对此，3s的处理窗口设为滑窗，1s滑动一次，得到一个窗口内的多个时刻血氧饱和度，然后对本窗口计算出的多个时刻血氧饱和度取平均值，作为这1s内的血氧饱和度。具体可以通过公式(6)计算得到：
Figure RE-GDA0002017945840000121
其中，SpO2为血氧饱和度，A为第一拟合参数，I为光照强度，AC为波动血液的光强度值下标，DC为非波动血液的光强度值下标，λ1为红光光源波长上标，λ2为红外光源波长上标。
采用多次公式进行拟合时，多次公式进行拟合可以提高在低血氧时测试的精确度。
根据公式(4)，可将公式(6)转化为公式(7)
Figure RE-GDA0002017945840000122
SpO2＝A-B·z (7)
血氧饱和度与变量z并非线性关系，尤其在血氧含量低时，线性公式导致的误差更大。因此，根据泰勒公式，可将一次公式更改为多次公式，得到公式(5)：
SpO2＝A-B·z+Cz2+…+Nzn (5)
其中，C为第二拟合参数，N为第(N-1)拟合参数。
在一具体实施例中，当n取2时，公式(5)变为公式(8)：
SpO2＝A-B·z+Cz2 (8)
窗口每滑动一次(1s)，就可以出现一个血氧饱和度。原始的血氧饱和度会不平稳，容易上下波动，需要对每预设数量个血氧饱和度做一次平均以滤除噪声，从而得到平滑的血氧饱和度曲线，在本实施例中，预设数量为15。最后，对计算出的血氧饱和度进行取整。
请一并参阅图5，图5是本申请一种血氧饱和度和压力等级的计算方法中压力等级的计算方法一实施例的流程示意图。具体可以包括以下步骤：
S23：通过第一光检测器和第二光检测器共同接收第一反馈光线后，得到第二光电容积脉搏波描记信号。
通过第一光检测器和第二光检测器共同接收手腕部反射的第一反馈光线后，得到第二光电容积脉搏波描记信号，
S24：根据第二光电容积脉搏波描记信号得到人体的压力等级。
S241：对第二光电容积脉搏波描记信号进行预处理，得到第一信号数据。
第二光电容积脉搏波描记信号中可能混杂其他的信号数据，对光电容积脉搏波描记信号进行预处理操作，以除去干扰信号，得到第一信号数据。
在一具体实施例中，第一预设时间内，获取光电容积脉搏波描记信号的干扰等级。若干扰等级在第一预设干扰等级阈值范围内，则将第二光电容积脉搏波描记信号作为第一信号数据；若干扰等级在第二预设干扰等级阈值范围内，则对第二光电容积脉搏波描记信号进行裁剪和拼接处理，得到第一信号数据；若干扰等级在第三预设干扰等级阈值范围内，则丢弃第二光电容积脉搏波描记信号。
具体来说，为了降低压力检测装置的空间复杂度，将第一预设时间内获取的生理信号分段处理，分别进行信号预处理与下述步骤S242 的波峰检测。在本实施例中，以第一时间为5s为例进行说明。
第二光电容积脉搏波描记信号混杂的干扰信号数据，可以包括人体当前的运动状态对第二光电容积脉搏波描记信号的扰动，相应地，穿戴设备中包括三轴传感器，以检测加速度信息。在本实施例中，运动三轴传感器的值划分为0-5，六个干扰等级，当数字越大代表运动幅度越大，对信号的扰动越明显。干扰等级对第二光电容积脉搏波描记信号的影响具体如表一所示：
表一
Figure RE-GDA0002017945840000141
若干扰等级在第一预设干扰等级阈值范围内，例如，第一预设干扰等级阈值范围为0～1，则将第二光电容积脉搏波描记信号作为第一信号数据。若干扰等级在第二预设干扰等级阈值范围内，例如，第二预设干扰等级阈值范围为2～3，则对第二光电容积脉搏波描记信号进行裁剪和拼接处理，得到第一信号数据。若干扰等级在第三预设干扰等级阈值范围内，例如，第三预设干扰等级阈值范围为4～5，则丢弃第二光电容积脉搏波描记信号，重新获取新的光电容积脉搏波描记信号。
S242：对第一信号数据进行波峰检测，得到波峰点。
波峰检测用来计算心率变异性数据，因此波峰的准确性直接影响到心率变异性数据的准确性。对第一信号数据进行波峰检测，得到较为准确的波峰点。
在一具体实施例中，通过波峰检测算法对第一信号数据进行波峰检测，得到波峰点；根据波峰点得到波峰间隔。
一般来说，波峰检测是通过MATLAB(MatrixLaboratory，矩阵实验室)自带的findpeak()函数、动态波峰检测算法、以及最为简单的遍历循环找极大值这几种方法实现。
findpeak()函数用于查找向量中的波峰，即某一个元素比相邻两个元素的值都大。findpeak()函数运行速度较快，但MATLAB的自带函数对于干扰点没有做处理。
设时间复杂度为T(n)，动态波峰检测是根据开始的波峰间隔预测下一个波峰的位置，在预测位置左右寻找最大值，即波峰值。优点复杂度较低，也能在一定程度上排除干扰波峰点。但是在遇到极低频信号上的生理信号，对于在上坡或者下坡上的生理信号识别准确率降低；另外一个缺点在于预测下一个波峰的位置依赖于上一个波峰的间隔，若上一个间隔或者当前间隔为异常点，那么可能出现漏识别或者错误识别。
在本实施例中，采用imfindpeaks()函数。设时间复杂度为T(10n)，该方法是findpeaks()改进版，若某一个元素比相邻N个元素的值都大，这里的N是由经验值取得。优点是不会漏识别波峰点，对干扰点也能够很大程度上对干扰点排除。缺点为时间复杂度较高，增加算法计算量。
通过波峰检测算法得到波峰点后，根据波峰点得到波峰间隔。
S243：检测波峰点是否存在异常波峰点。
第一信号数据经过预处理操作后，仍然可能会存在个别异常点，明显高于或低于左右两个间隔值，会直接影响心率变异性频域分析结果。在本实施例中，检测波峰点是否存在异常波峰点，若是，则执行步骤S244。
检测波峰点是否存在异常波峰点可以通过阈值法或者差分法实现，下面进行详细说明。
在一具体实施例中，通过阈值法检测波峰点是否存在异常波峰点。判断波峰点是否在预设波峰间隔阈值范围内；若否，则波峰点为波峰异常点。
设定最大最小波峰间隔的阈值，例如，目前Max＝1.5s，Min＝0.5s，即保留心率值在40～120范围(静止时的心率范围)内的数据，即预设波峰间隔阈值范围为40～120范围。当判断出波峰点不在预设波峰间隔阈值范围内，则波峰点为波峰异常点。
在一具体实施例中，通过差分法检测波峰点是否存在异常波峰点。获取第二时间内相邻两个波峰点的差分；判断差分是否在预设差分阈值范围内；若否，则波峰点为波峰异常点。
第二时间为时间窗口，例如，设定30s的时间窗口，步长5s，时间窗口的滑动操作可以通过 Time_Window＝Samples(i*Wind_Slid+1:1:i*Wind_Slid+Wind_Width)实现。
其中，Time_Window表示当前时间窗口，Samples表示采样点数数组，i表示窗口滑动次数，Wind_Slid为滑动5s的数据长度， Wind_Width代表30s的时间窗口。
计算时间窗口内相邻两个波峰点的差分，当判断出差分超出预设差分阈值范围后，判断出该波峰点为异常波峰点。
在本实施例中，检测波峰点是否存在异常波峰点的同时，还可以检测波峰间隔是否存在异常波峰间隔。
S244：替换异常波峰点得到心率变异性数据。
检测到波峰点存在异常波峰点时，将异常波峰点替换为正常的波峰点。根据替换异常波峰点后的波峰点，得到心率变异性数据。获取异常波峰点之前的预设波峰点数量的波峰点的平均值，将平均值替换异常波峰点。
S245：对心率变异性数据进行线性插值处理，得到第一心率变异性数据。
心率变异性数据时通过非均匀采样得到的数据，其功率谱密度的结果的可靠性较低。为了使频域分析结果更加准确，获得均匀采样的数据，对心率变性数据进行线性插值处理以重新采样，得到第一心率变异性数据。
具体来说，使用线性插值对间隔时间序列进行插值和重新采样，频率为4Hz。在本实施例中，保留小于0.4hz的所有频域，例如，0.4hz、 0.3hz、0.2hz、0.1hz。
S246：通过离散傅里叶变换对第一心率变异性数据进行频域分析处理，得到反馈自主神经系统活性的特征值。
基于重采样的间隔时间序列，对第一心率变异性数据进行离散傅里叶变换，第一心率变异性数据进行频域分析处理，得到第一心率变异性数据的功率谱，从而可以得到反馈自主神经系统活性的特征值。其中第一心率变异性数据的功率谱特征值包括平均心率，低频功率与高频功率。
平均心率是压力等级评估公式中的一个重要参数，它是通过固定时间窗口内的时间间隔的平均值。
在功率谱的频谱中，0.04hz-0.15hz范围内称为低频，0.15-0.4范围内称为高频。低频范围内曲线下的面积积分为低频功率，同样高频范围内的面积积分为高频功率。我们采用梯形法计算面积积分，语法如下所示，以低频为例，可以通过LF＝trapz(sample，AMP_LF)实现。
其中，sample表示在低频范围内的x坐标值，而AMP_LF则代表 sample相应的幅值。高频功率与低频功率的计算过程相同。
S247：根据特征值确定人体的压力等级。
人体的压力等级可以根据人体的状态进行设定，将特征值跟压力等级进行匹配，从而能够确定人体的压力等级。
根据公式(9)确定人体的压力等级：
压力等级＝时间窗口内的平均心率*(时间窗口内的低频功率/时间窗口内的高频功率)(9)
在本实施例中，时间窗口为30秒。
在一具体实施例中，本算法能够在压力检测装置中检测人体当前身体压力，同时在检测到用户压力较高时，能够配合装置中的正念训练，缓解用户压力程度。同时信号分段处理能够有效降低装置的空间复杂度，降低手环功耗。
正念训练是通过调整呼吸，进行自我调节的方法。具体来说，用户进行深呼吸，深呼吸的方式可以是吸气3s，屏气2s，吐气3s，一个简单的腹部呼吸放松练习。用户通过放松练习，能够将注意力全部放在呼吸动作上，逐渐放松身体。用户根据穿戴设备上正念训练的功能，按照屏幕提示，进行呼吸循环，直到检测压力结束。
本申请提供一种血氧饱和度和压力等级的计算方法和穿戴设备，该血氧饱和度和压力等级的计算方法，应用于穿戴设备，其中，穿戴设备包括发光组件和光检测器组件，发光组件包括第一发光元件和第二发光元件，第一发光元件用于向皮肤发射第一光线，第二发光元件用于向皮肤发射第二光线；光检测器组件包括第一光检测器和第二光检测器，第一光检测器和第二光检测器用于共同接收第一反馈光线或者第二反馈光线，第一反馈光线通过第一光线在皮肤反射后得到，第二反馈光线通过第二光线在皮肤反射后得到；第一光检测器的第一物理中心与第一发光元件的第三物理中心之间具有第一距离，第一距离为2.8毫米～5.0毫米；第二光检测器的第二物理中心与第二发光元件的第四物理中心之间具有第二距离，第二距离为4.0毫米～9.0毫米；方法包括通过第一光检测器和第二光检测器共同接收第二反馈光线后，得到第一光电容积脉搏波描记信号；根据第一光电容积脉搏波描记信号得到人体的血氧饱和度；通过第一光检测器和第二光检测器共同接收第一反馈光线后，得到第二光电容积脉搏波描记信号；根据第二光电容积脉搏波描记信号得到人体的压力等级。通过将第一发光元件、第二发光元件、第一光检测器及第二光检测器按照一定距离设置，使得两个光检测器共同检测两个发光元件时的光电容积脉搏波描记信号更加准确，能够降低检测手腕部的血氧饱和度和压力等级的误差。
对应上述血氧饱和度和压力等级的计算方法，本申请提出一种穿戴设备，该穿戴设备包括发光组件和光检测器组件，发光组件包括第一发光元件和第二发光元件，第一发光元件用于向皮肤发射第一光线，第二发光元件用于向皮肤发射第二光线；光检测器组件包括第一光检测器和第二光检测器，第一光检测器和第二光检测器用于共同接收第一反馈光线或者第二反馈光线，第一反馈光线通过第一光线在皮肤反射后得到，第二反馈光线通过第二光线在皮肤反射后得到；第一光检测器的第一物理中心与第一发光元件的第三物理中心之间具有第一距离，第一距离为2.8毫米～5.0毫米；第二光检测器的第二物理中心与第二发光元件的第四物理中心之间具有第二距离，第二距离为4.0毫米～9.0毫米，第一光检测器和第二光检测器共同用于人体的血氧饱和度和压力等级的计算。下面对穿戴设备进行详细描述。
请参阅图6，图6是本申请一种人体生理参数监测组件一实施例的结构示意图。本实施例揭示的人体生理参数监测组件100包括发光组件11，光检测器组件12和主板13。其中发光组件11包含第一发光元件111、第二发光元件112、光检测器组件12包含第一光检测器121、第二光检测器122。
用户在使用人体生理参数监测组件100时，人体生理参数监测组件100上的发光组件11在靠近皮肤一侧会发出特定波长的光束照射到皮肤，人体生理参数监测组件100的光检测器组件接收并测量照射到皮肤并经皮肤反射的光。血液对特定波长的光有吸收作用，每次心脏泵血时，该波长的光都会被大量吸收，导致该波长的光经皮肤反射的光发生变化，从而可以确定人体血液参数，例如皮肤中的用户脉搏、压力等级，血氧值、心率值等等。
血液对光线的反射会反馈血氧心率状况，相应地，人体生理参数检测组件100包括发光组件11和光检测器组件12。发光组件11将光发射到用户的皮肤中，光经过皮肤反射到光检测器组件12中。
在本实施例中，人体生理参数检测组件100可以穿戴在用户身上，第一发光元件111、第二发光元件112、第一光检测器121及第二光检测器122设置于主板13靠近皮肤的一侧，从而可以确定用户的人体血液参数。
在本实施例中，第一发光元件111和第二发光元件112用于向皮肤发射波长不同的光线，第一发光元件111用于向皮肤发射第一光线，第二发光元件112，用于向皮肤发射第二光线。第一光检测器121和第二光检测器122用于共同接收第一反馈光线，第一反馈光线通过第一光线在皮肤反射后得到，第二反馈光线通过第二光线在皮肤反射后得到。
其中，第一发光元件111、第二发光元件112、第一光检测器121 及第二光检测器122呈四边形分布，第一发光元件111与第一光检测器 121分别设置于四边形第一对角线的两个顶点，第二发光元件112与第二光检测器122分别设置于四边形第二对角线的两个顶点。
在一具体实施例中，请一并参阅图7，图7是图6所示第一发光元件和第二发光元件的结构示意图。
第一发光元件111为绿光光源，相应地，第一光线包括绿光信号，第一反馈光线包括绿光反馈光线。第二发光元件112为红光光源1121 和红外光源1122，相应地，第二光线包括红光信号和红外信号，第二反馈光线包括红光反馈光线和红外反馈光。
主板13上设有案板131，第一发光元件111、第一光检测器121和第二光检测器122通过案板131安装在主板13上。案板131使第一发光元件111、第一光检测器121和第二光检测器122更接近人体的皮肤，能够减少第一反馈光线和第二反馈光线接收干扰信息的路径，从而提高第一光检测器121和第二光检测器122的检测精度。
第二发光元件112还包括基座1123，第二发光元件112的红灯光源1121和红外灯光源1122通过基座1123安装在主板13上。在本实施例中，基座1123包括第一基座11231和第二基座11232，红灯光源 1121和红外灯光源1122分别通过11第一基座11231和第二基座11232安装在主板13上，即红灯光源1121通过第一基座11231安装在主板 13上，红外灯光源1122通过第二基座11232安装在主板13上。第二发光元件112通过基座1123，更加接近人体的皮肤，提高了光线的强度，使测试结果更加准确。
红光光源1121包括第一灯罩(图未示)，红外光源1122包括第二灯罩(图未示)，第一灯罩和第二灯罩呈圆形凸起状。圆形凸起状的第一灯罩和第二灯罩具有聚焦灯光的特点，可以聚焦灯光，第二反馈光线经过第一灯罩和第二灯罩向皮肤发射时，能够增加第二反馈光线信号的强度，提高第一光检测器121和第二光检测器122的检测精度。
绿光光源用于发射检测心率的光信号，红光光源1121和红外光源 1122组合用于发射检测血氧和心率的光信号，红外光源1122还用于检测用户是否佩戴人体生理参数监测组件100。第一光检测器121主要用于接收人体皮肤反射回来的绿光信息，还用于接收人体皮肤反射回来的红外光源和红光光源信息。第二光检测器122主要接收人体皮肤反射回来的红光信息以及红外的信息，还用于接收人体皮肤反射回来的绿光信息。通过复用第一、第二光检测器可以提高人体生理参数检测的准确率和精度。同时，由于复用了第一、第二光检测器，可以适当选用功率较低的发光组件11，进而降低本实施例的成本。
第一发光元件111、第二发光元件112、第一光检测器121及第二光检测器122呈四边形分布，例如正方形、长方形、菱形等等，在本实施例中第一发光元件111、第二发光元件112、第一光检测器121及第二光检测器122呈菱形分布。
在这里所提及的菱形为本实施例具体方案，并不作为本申请权利范围的限制，本申请其他实施方式也可以不是严格的菱形，只要实现四边形安装、适应不同安装场景的发明目的即为本申请保护范围内。
请一并参阅图8，图8是图7所示发光组件和光检测器组件的物理中心的结构示意图。
第一光检测器121具有第一物理中心，第二光检测器122具有第二物理中心，第一发光元件111具有第三物理中心，第二发光元件112具有第四物理中心。第一发光元件111为绿光光源时，第三物理中心为绿光光源的物理中心；第二发光元件112为红光光源1121和红外光源 1122时，第四物理中心为红光光源1121和红外光源1122的物理中心。
其中，第一光检测器121的第一物理中心与第二光检测器122的第二物理中心之间的距离不做具体限定，可根据实际方案进行设定。
第一物理中心与第三物理中心之间的第一距离h1为2.8毫米～5.0 毫米，例如2.8毫米、3.0毫米、3.2毫米、3.4毫米、3.6毫米、3.8毫米、4.0毫米、4.2毫米、4.4毫米、4.5毫米、4.6毫米、4.8毫米，5.0 毫米。
第二物理中心与第四物理中心之间的第二距离h2为4.0毫米～9.0 毫米，例如4.0毫米、4.5毫米、5.0毫米、5.5毫米、6.0毫米、6.5毫米、7.0毫米、7.5毫米、8.0毫米、8.5毫米、9.0毫米。
在本实施例中，第一距离h1为3.2毫米～4.5毫米，第二距离h2为 6.5毫米～7毫米，通过将第一发光元件111、第二发光元件112、第一光检测器121和第二光检测器122按照此种距离摆放，能够提高第一光检测器121和第二光检测器122的检测精度。
本申请提供一种人体生理参数监测组件100，该人体生理参数监测组件100包括发光组件11、光检测器组件12和主板13，发光组件11 包括第一发光元件111和第二发光元件112，第一发光元件111用于向皮肤发射第一光线，第二发光元件112用于向皮肤发射第二光线；光检测器组件12包括第一光检测器121和第二光检测器122，第一光检测器121和第二光检测器122用于共同接收第一反馈光线或者第二反馈光线，第一反馈光线通过第一光线在皮肤反射后得到，第二反馈光线通过第二光线在皮肤反射后得到；第一发光元件111、第二发光元件 112、第一光检测器121及第二光检测器122设置于主板13靠近皮肤的一侧；其中，第一发光元件111、第二发光元件112、第一光检测器 121及第二光检测器122呈四边形分布，第一发光元件111与第一光检测器121分别设置于四边形第一对角线的两个顶点，第二发光元件112 与第二光检测器122分别设置于四边形第二对角线的两个顶点。通过将第一发光元件111、第二发光元件112、第一光检测器121及第二光检测器122呈四边形分布设置，第一发光元件111与第一光检测器121 相对设置，第二发光元件112与第二光检测器122相对设置，使得第一光检测器121和第二光检测器122共同检测第一发光元件111和第二发光元件112，复用第一光检测器121和第二光检测器122可以提高人体生理参数检测的准确率和精度，可以适当选用功率较低的发光组件 11，进而降低成本。
在上述实施方式的基础上，本申请进一步提供一种穿戴设备，具体请参阅图9，图9是本申请一种穿戴设备一实施例的结构示意图。本实施例揭示的穿戴设备200包括第一壳体21、第二壳体22以及人体生理参数监测组件23，人体生理参数监测组件23与上述实施方式中的人体生理参数监测组件100类似，本实施例中与上述实施例相似的部分此处不做赘述。
穿戴设备200为可以直接穿在身上，或是整合到用户的衣服或配件的一种便携式设备，例如眼镜、头盔、手环、项链、手表、胸针、鞋等等，在本实施例中，穿戴设备200为手环。
第一壳体21和第二壳体22的材料可以为塑料、金属、合金等，此处不做限定。第一壳体21和第二壳体22的边缘可以分别设置有相互匹配的凹槽和凸起部，或者相互匹配的卡扣件和卡扣，使得第一壳体21 和第二壳体22对位组装。第一壳体21和第二壳体22对位组装后形成一容纳空间，人体生理参数监测组件23设置于容纳空间中。
其中，第一壳体21和第二壳体22的边缘可以分别设置有相互匹配的凹槽和凸起部时，穿戴设备200还包括防水件，防水件与凹槽匹配，例如防水件可以是硅胶环。第一壳体21和第二壳体22对位组装时，凸起部将防水件压设于凹槽中，能够避免水、油、灰尘等从第一壳体21和第二壳体22的边缘进入容纳空间中，从而避免人体生理参数监测组件23的短路。
穿戴设备200用于穿戴在用户的皮肤上，第二壳体22设置于靠近皮肤的一侧，第二壳体22上设置有至少一个视窗221，视窗221用于穿透第一光线、第二光线、第一反馈光线及第二反馈光线。
在一具体实施例中，至少一个视窗221的数量为四个，四个视窗 221与两个发光元件和两个光检测器一一对应。具体来说，视窗221包括第一视窗(图未视)、第二视窗(图未视)、第三视窗(图未视)和第四视窗(图未视)，第一视窗对应第一发光元件231设置，第二视窗对应第二发光元件232设置，第三视窗对应第一光检测器233设置，第四视窗对应第二光检测器234设置。
在一具体实施例中，视窗221的材料为高透明材料，包括聚碳酸酯(PC，Polycarbonate)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA，polymethyl methacrylate)、环氧树脂中的至少一种。视窗221的透光率大于或者等于92％，例如92.5％、93％、93.5％、94％、94.5％、95％、95.5％、 96％、96.5％、97％、97.5％、98％，98.5％。
视窗221与第二壳体22通过双色注塑工艺注塑成型。双色注塑工艺是建立在IMD(模内装饰)工艺的基础上，可以理解为IMD的俗称。它是将两种颜色进行混搭组合，镶制在物体上，通常会以黑色和白色为底色。主要特点是光泽度高，手感光滑细腻，不易刮花等。
在本实施例中，视窗221可以能够穿透光线的镜片，通过双色注塑工艺制作带透明视窗221的第二壳体22，具有优异的防水性能。视窗221与第二壳体22为双色注塑成型时，视窗221的材料分别为聚碳酸酯，第二壳体22的材料为ABS塑料(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料)和聚碳酸酯。
视窗221的材料采用聚碳酸酯，根据注塑材料温度以及模具设计特点，可以将聚碳酸酯作为第一色进行注塑。在第二壳体22上，光检测器对应的视窗221与发光元件对应的视窗221中间采用不透明的材料连接，例如塑料，即第二壳体22的材料可以为塑料，塑料的厚度尺寸≥1.1mm，塑料的厚度越大越便于双色模制作。
在一具体实施例中，请一并参阅图10，图10是图9所示穿戴设备内部的结构示意图。
人体生理参数监测组件23需要确保接收到的光线是由皮肤反射的光线，其余光源信号都属于干扰信号，因此需要在穿戴设备200内部进行抗干扰结构设计，以杜绝接收皮肤反射外的光源。相应地，穿戴设备200还包括隔光板24，用于阻挡第一光线和第二光线的干扰。隔光板24设置于主板靠近第二壳体22的一侧，隔光板24上设置有至少一个通孔241以露出第一发光元件231、第二发光元件232、第一光检测器233及第二光检测器234。
在一具体实施例中，隔光板24为弹性隔光板24，包括乙烯-醋酸乙烯共聚物泡棉，弹性隔光板24具有弹性不透光的特点，在第一壳体 21和第二壳体22对位组装后，弹性隔光板24能够在容纳空间内压缩 0.3～0.5mm阻隔人体生理参数监测组件23内部以及发光元件到达皮肤前光线的干扰。
在一具体实施例中，至少一个通孔241包括四个通孔241，第一通孔2411、第二通孔2412、第三通孔2413和第四通孔2414，四个通孔 241分别与两个发光元件和两个光检测器一一对应，以分别裸露出两个发光元件和两个光检测器。第一通孔2411对应第一发光元件231设置，第二通孔2412对应第二发光元件232设置，第三通孔2413对应第一光检测器233设置，第四通孔2414对应第二光检测器234设置。
在一具体实施例中，第二壳体22靠近一侧设置有凸起223，凸起 223对应人体生理参数监测组件23设置，视窗221设置于凸起223 上，凸起223用于在设备佩戴于皮肤上时，压设于皮肤上，避免人体生理参数监测组件23接收皮肤反射外的光源。
当穿戴设备200为手环时，用户佩戴手环，凸起223将嵌入人体手臂皮肤，能够阻隔外部光线，从而提高了第一光检测器233和第二光检测器234接收到的第一、第二反馈光线的准确性。
本申请提供一种穿戴设备200，该穿戴设备200包括第一壳体 21、第二壳体22以及人体生理参数监测组件23；第一壳体21和第二壳体22对位组装后形成一容纳空间，人体生理参数监测组件23设置于容纳空间中；第二壳体22设置于靠近皮肤的一侧，第二壳体22上设置有至少一个视窗221，视窗221用于穿透第一光线、第二光线、第一反馈光线及第二反馈光线，能够提高第一光检测器233及第二光检测器 234的准确率，并且降低了第一发光元件231、第二发光元件232的功耗。
以上仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (20)

1.一种血氧饱和度和压力等级的计算方法，应用于穿戴设备，其特征在于，所述穿戴设备包括发光组件和光检测器组件，所述发光组件包括第一发光元件和第二发光元件，所述第一发光元件用于向皮肤发射第一光线，所述第二发光元件用于向皮肤发射第二光线；所述光检测器组件包括第一光检测器和第二光检测器，所述第一光检测器和所述第二光检测器用于共同接收第一反馈光线或者第二反馈光线，所述第一反馈光线通过所述第一光线在所述皮肤反射后得到，所述第二反馈光线通过所述第二光线在所述皮肤反射后得到；所述第一光检测器的第一物理中心与所述第一发光元件的第三物理中心之间具有第一距离，所述第一距离为2.8毫米～5.0毫米；所述第二光检测器的第二物理中心与所述第二发光元件的第四物理中心之间具有第二距离，所述第二距离为4.0毫米～9.0毫米；所述方法包括：
通过所述第一光检测器和所述第二光检测器共同接收所述第二反馈光线后，得到第一光电容积脉搏波描记信号；
根据所述第一光电容积脉搏波描记信号得到所述人体的血氧饱和度；
通过所述第一光检测器和所述第二光检测器共同接收所述第一反馈光线后，得到第二光电容积脉搏波描记信号；
根据所述第二光电容积脉搏波描记信号得到所述人体的压力等级。
2.根据权利要求1所述血氧饱和度和压力等级的计算方法，其特征在于，所述第一距离为3.2毫米～4.5毫米；所述第二距离为6.5毫米～7毫米。
3.根据权利要求2所述的血氧饱和度和压力等级的计算方法，其特征在于，所述第一发光元件、所述第二发光元件、所述第一光检测器及所述第二光检测器呈四边形分布，所述第一发光元件与所述第一光检测器分别设置于四边形第一对角线的两个顶点，所述第二发光元件与所述第二光检测器分别设置于四边形第二对角线的两个顶点；所述第一发光元件包括绿光光源，所述第二发光元件包括红光光源和红外光源；通过所述第一光检测器和所述第二光检测器共同接收所述第二反馈光线后，得到第一光电容积脉搏波描记信号的步骤包括：
通过所述第一光检测器和所述第二光检测器共同接收手腕部反射的所述第二反馈光线后，得到第一光电容积脉搏波描记信号，其中所述第一光电容积脉搏波描记信号包括波动血液的光强度值及非波动血液的光强度值；
根据所述第一光电容积脉搏波描记信号得到所述人体的血氧饱和度的步骤包括：
增强所述第一光电容积脉搏波描记信号得到第三光电容积脉搏波描记信号；
对所述第三光电容积脉搏波描记信号进行波峰和波谷检测，得到所述波峰和所述波谷；
根据所述波峰和所述波谷得到峰谷；
滤除所述第三光电容积脉搏波描记信号中的异常信号数据得到第四光电容积脉搏波描记信号；
根据所述第四光电容积脉搏波描记信号计算出所述血氧饱和度。
4.根据权利要求3所述的血氧饱和度和压力等级的计算方法，其特征在于，增强所述第一光电容积脉搏波描记信号得到第三光电容积脉搏波描记信号的步骤包括：
将所述第一光电容积脉搏波描记信号分解为所述带高频的波动血液的光强度值和所述带低频的非波动血液的光强度值，将所述带高频的波动血液的光强度值增大预设倍数得到第一带高频的波动血液的光强度值；
将所述第一带高频的波动血液的光强度值与所述带低频的非波动血液的光强度值叠加，得到第三光电容积脉搏波描记信号。
5.根据权利要求4所述的血氧饱和度和压力等级的计算方法，其特征在于，对所述第三光电容积脉搏波描记信号进行波峰和波谷检测，得到所述波峰和所述波谷的步骤包括:
对所述第三光电容积脉搏波描记信号第一带步长差分处理，得到第一波峰；
对所述第三光电容积脉搏波描记信号第二带步长差分处理，得到第一波谷；
根据所述波峰和所述波谷得到峰谷的步骤包括：
获取第一阈值范围内的所述第一波峰和所述第一波谷，其中所述第一阈值范围内的起始点为所述第一波峰，终点为所述第一波谷；
获取所述第一阈值范围内的最大值和最小值，得到所述峰谷。
6.根据权利要求5所述的血氧饱和度和压力等级的计算方法，其特征在于，建立坐标系，所述坐标系包括第一坐标轴和第二坐标轴，所述第一坐标轴与所述第二坐标轴垂直，对所述第三光电容积脉搏波描记信号第一带步长差分处理，得到第一波峰的步骤包括：
根据公式(1)对所述第三光电容积脉搏波描记信号第一带步长差分处理，得到所述第一波峰；
Figure FDA0001965562030000031
对所述第三光电容积脉搏波描记信号第二带步长差分处理，得到第一波谷的步骤包括：
根据公式(2)对所述第三光电容积脉搏波描记信号第二带步长差分处理，得到所述第一波谷；
Figure FDA0001965562030000032
其中，t为所述第一坐标轴，x为所述第二坐标轴，y为计算结果，即第一波峰或波谷，k1为第一步长，k2为第二步长，n为正整数。
7.根据权利要求6所述的血氧饱和度和压力等级的计算方法，其特征在于，通过所述第一光检测器和所述第二光检测器共同接收手腕部反射的所述第二反馈光线后，得到第一光电容积脉搏波描记信号的步骤之前，所述方法还包括：
根据预设血氧饱和度对所述血氧饱和度进行校准。
8.根据权利要求7所述的血氧饱和度和压力等级的计算方法，其特征在于，根据预设血氧饱和度对所述血氧饱和度进行校准的步骤，包括：
获取所述人体的手指部血氧饱和度为预设血氧饱和度；
根据公式(3)计算出所述血氧饱和度的校准系数：
Figure FDA0001965562030000033
其中，B为校准系数，A为第一拟合参数，a1为所述预设血氧饱和度，z为采集到的手腕血氧变量。
9.根据权利要求6所述的血氧饱和度和压力等级的计算方法，其特征在于，根据所述第四光电容积脉搏波描记信号计算出所述血氧饱和度的步骤包括包括：
计算出所述第一阈值范围内时刻血氧饱和度的平均值为所述血氧饱和度；
获取预设数量的所述时刻血氧饱和度的平均值，得到平滑的血氧饱和度曲线。
10.根据权利要求9所述的血氧饱和度和压力等级的计算方法，其特征在于，计算出所述第一阈值范围内时刻血氧饱和度的平均值为所述血氧饱和度的步骤包括：
根据公式(4)和(5)计算出所述血氧饱和度；
Figure FDA0001965562030000041
SpO2＝A-B.z+Cz2+…+Nzn (5)
其中，I为光照强度，AC为所述波动血液的光强度值下标，DC为所述非波动血液的光强度值下标，λ1为红光光源波长上标，λ2为红外光源波长上标，SpO2为所述血氧饱和度，A为第一拟合参数，B为校准系数，C为第二拟合参数，N为第(N-1)拟合参数。
11.根据权利要求3所述的血氧饱和度和压力等级的计算方法，其特征在于，通过所述第一光检测器和所述第二光检测器共同接收所述第一反馈光线后，得到第二光电容积脉搏波描记信号的步骤包括：
通过所述第一光检测器和所述第二光检测器共同接收手腕部反射的所述第一反馈光线后，得到第二光电容积脉搏波描记信号；
所述根据所述第二光电容积脉搏波描记信号得到所述人体的压力等级的步骤包括：
对所述第二光电容积脉搏波描记信号进行预处理，得到第一信号数据；
对所述第一信号数据进行波峰检测，得到波峰点；
检测所述波峰点是否存在异常波峰点；
若是，则替换所述异常波峰点得到心率变异性数据；
对所述心率变异性数据进行线性插值处理，得到第一心率变异性数据；
通过离散傅里叶变换对所述第一心率变异性数据进行频域分析处理，得到反馈自主神经系统活性的特征值；
根据所述特征值确定所述人体的压力等级。
12.根据权利要求11所述的血氧饱和度和压力等级的计算方法，其特征在于，对所述第二光电容积脉搏波描记信号进行预处理，得到第一信号数据的步骤包括：
第一预设时间内，获取所述第二光电容积脉搏波描记信号的干扰等级；
若所述干扰等级在第一预设干扰等级阈值范围内，则将所述第二光电容积脉搏波描记信号作为所述第一信号数据；
若所述干扰等级在第二预设干扰等级阈值范围内，则对所述第二光电容积脉搏波描记信号进行裁剪和拼接处理，得到所述第一信号数据；
若所述干扰等级在第三预设干扰等级阈值范围内，则丢弃所述第二光电容积脉搏波描记信号。
13.根据权利要求12所述的血氧饱和度和压力等级的计算方法，其特征在于，对所述第一信号数据进行波峰检测，得到波峰点的步骤包括：
通过波峰检测算法对所述第一信号数据进行波峰检测，得到所述波峰点；
根据所述波峰点得到波峰间隔；
检测所述波峰点是否存在异常波峰点的步骤还包括：
检测所述波峰间隔是否存在异常波峰间隔。
14.根据权利要求13所述的血氧饱和度和压力等级的计算方法，其特征在于，检测所述波峰点是否存在异常波峰点的步骤包括：
判断所述波峰点是否在预设波峰间隔阈值范围内；
若否，则所述波峰点为所述波峰异常点。
15.根据权利要求11所述的血氧饱和度和压力等级的计算方法，其特征在于，检测所述波峰点是否存在异常波峰点的步骤还包括：
获取第二时间内相邻两个所述波峰点的差分；
判断所述差分是否在预设差分阈值范围内；
若否，则所述波峰点为所述波峰异常点。
16.根据权利要求11所述的血氧饱和度和压力等级的计算方法，其特征在于，所述特征值包括平均心率，低频功率与高频功率。
17.根据权利要求16所述的血氧饱和度和压力等级的计算方法，其特征在于，根据所述特征值确定所述人体的压力等级的步骤包括:
根据公式(9)确定所述人体的压力等级:
压力等级＝时间窗口内的平均心率*(时间窗口内的低频功率/时间窗口内的高频功率) (9)。
18.根据权利要求11所述的血氧饱和度和压力等级的计算方法，其特征在于，替换所述异常波峰点得到心率变异性数据的步骤包括：
获取所述异常波峰点之前的预设波峰点数量的所述波峰点的平均值，将所述平均值替换所述异常波峰点。
19.一种穿戴设备，其特征在于，所述穿戴设备包括发光组件和光检测器组件，所述发光组件包括第一发光元件和第二发光元件，所述第一发光元件用于向皮肤发射第一光线，所述第二发光元件用于向皮肤发射第二光线；所述光检测器组件包括第一光检测器和第二光检测器，所述第一光检测器和所述第二光检测器用于共同接收第一反馈光线或者第二反馈光线，所述第一反馈光线通过所述第一光线在所述皮肤反射后得到，所述第二反馈光线通过所述第二光线在所述皮肤反射后得到；所述第一光检测器的第一物理中心与所述第一发光元件的第三物理中心之间具有第一距离，所述第一距离为2.8毫米～5.0毫米；所述第二光检测器的第二物理中心与所述第二发光元件的第四物理中心之间具有第二距离，所述第二距离为4毫米～9.0毫米，所述第一光检测器和所述第二光检测器共同用于人体的血氧饱和度和压力等级的计算。
20.根据权利要求19所述的穿戴设备，所述穿戴设备为手环。
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