CN112190247A - 心率检测方法、心率检测装置以及移动终端 - Google Patents
心率检测方法、心率检测装置以及移动终端 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112190247A CN112190247A CN202011191975.9A CN202011191975A CN112190247A CN 112190247 A CN112190247 A CN 112190247A CN 202011191975 A CN202011191975 A CN 202011191975A CN 112190247 A CN112190247 A CN 112190247A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- heart rate
- detection
- signal
- information
- contact area
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims abstract description 214
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 43
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 19
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 18
- 230000015654 memory Effects 0.000 claims description 10
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 8
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 8
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 7
- 238000012216 screening Methods 0.000 claims description 7
- 238000004590 computer program Methods 0.000 claims description 6
- 238000013507 mapping Methods 0.000 claims description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 230000036541 health Effects 0.000 description 7
- 230000033764 rhythmic process Effects 0.000 description 5
- 241000282414 Homo sapiens Species 0.000 description 4
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 4
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 4
- 230000006870 function Effects 0.000 description 4
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 4
- 238000003491 array Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 238000007781 pre-processing Methods 0.000 description 3
- 210000000707 wrist Anatomy 0.000 description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 210000001367 artery Anatomy 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 2
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 2
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 description 2
- 238000007405 data analysis Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000001121 heart beat frequency Effects 0.000 description 2
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 210000003205 muscle Anatomy 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 210000003414 extremity Anatomy 0.000 description 1
- 230000005802 health problem Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000000877 morphologic effect Effects 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 238000013186 photoplethysmography Methods 0.000 description 1
- 230000010349 pulsation Effects 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 210000003491 skin Anatomy 0.000 description 1
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 238000000844 transformation Methods 0.000 description 1
- 210000003462 vein Anatomy 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/02—Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
- A61B5/024—Detecting, measuring or recording pulse rate or heart rate
- A61B5/02416—Detecting, measuring or recording pulse rate or heart rate using photoplethysmograph signals, e.g. generated by infrared radiation
- A61B5/02427—Details of sensor
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/02—Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
- A61B5/024—Detecting, measuring or recording pulse rate or heart rate
- A61B5/02438—Detecting, measuring or recording pulse rate or heart rate with portable devices, e.g. worn by the patient
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/68—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
- A61B5/6887—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient mounted on external non-worn devices, e.g. non-medical devices
- A61B5/6898—Portable consumer electronic devices, e.g. music players, telephones, tablet computers
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Cardiology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Surgery (AREA)
- Pathology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Physiology (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)
Abstract
本申请公开一种心率检测方法、心率检测装置以及移动终端，可以在现有的移动终端上实现，并且获取的检测结果准确率较高。所述心率检测方法包括以下步骤：提供检测接触区域；获取用户与所述检测接触区域的被测接触面的反射光信号，并根据所述反射光信号，获取检测信号；获取用户与所述检测接触区域之间的接触面积；在所述接触面积大于所述第一预设值时，根据所述检测信号获取所述心率信息。
Description
技术领域
本申请涉及心率检测领域，具体涉及一种心率检测方法、心率检测装置以及移动终端。
背景技术
随着技术的发展和人类的对自身健康的关注度的提升，各种简单快捷的心率检测技术应运而生。现阶段小型心率检测设备一般为可穿戴设备、指夹式血氧仪等，通过发光元件向身体照射光，光电传感器将反射光信号转换为交流电信号从而检测脉搏。还有一些心率检测设备，可以利用手机来实现，或是通过光电效应检测指尖的光电容积脉搏波，或是利用包含人脸的视频完成非接触式的心率检测。
然而，这些方法或是需要使用额外的仪器设备，或是成本较高、不易携带，或存在操作繁琐、隐私泄露、检测不准确等问题，并不能满足人们日益增长的健康监测需求。
提供一种简单方便的心率检测方法是现阶段急需解决的问题。
发明内容
鉴于此，本申请提供一种心率检测方法、心率检测装置以及移动终端，可以在现有的移动终端上实现，并且获取的检测结果准确率较高。
本申请提供的一种心率检测方法，包括以下步骤：
提供检测接触区域；
获取用户与所述检测接触区域的被测接触面的反射光信号，并根据所述反射光信号，获取检测信号；
获取用户与所述检测接触区域之间的接触面积；
在所述接触面积大于所述第一预设值时，根据所述检测信号获取所述心率信息。
可选的，提供检测光信号，照射所述被测接触面，所述反射光信号包括所述检测光信号被所述被测接触面反射后的光信号。
可选的，采用可见光模组提供所述检测光信号，所述可见光模组包括OLED显示器。
可选的，采用红外光模组提供所述检测光信号。
可选的，所述检测信号包括图像信息，根据所述反射光信号获取所述检测接触区域的图像信息，且在单次采集过程中，至少获取两帧以上所述图像信息。
可选的，根据所述检测信号获取心率信息时，包括以下步骤：
确定每一帧所述图像信息中与所述被测接触面对应的像素点；
获取每一帧所述图像信息中与所述被测接触面对应的所有像素点的像素值均值；
筛选出位于第一预设区间内的均值，并获取筛选出的均值对应的图像信息的采集时间点，建立采集时间点-均值曲线；
根据所述采集时间点-均值曲线获取容积脉搏波信号；
统计所述容积脉搏波信号中的波峰出现的频次，并输出所述频次作为所述心率信息。
可选的，根据所述采集时间点-均值曲线获取容积脉搏波信号时，包括以下步骤：对所述采集时间点-均值曲线进行标准化处理和滤波处理，以形成所述容积脉搏波信号。
可选的，在所述波峰出现的频次位于第二预设区间内时，输出所述波峰的频次作为所述心率信息。
可选的，在所述接触面积大于所述第一预设值，且所述采集时间点-均值曲线的振幅大于第三预设值时，根据所述检测信号获取所述心率信息。
可选的，在所述接触面积大于所述第一预设值，且所述采集时间点-均值曲线的振幅小于等于所述第三预设值时，输出报警信号。
可选的，还包括以下步骤：在所述接触面积大于所述第一预设值时，根据获取到的检测信号进行指纹识别，获取指纹信息。
可选的，还包括以下步骤：根据所述指纹信息获取用户身份信息，建立获取的心率信息与所述用户身份信息之间的映射关系。
可选的，建立获取的心率信息与所述用户身份信息之间的映射关系时，包括以下步骤：将多次采集过程中归属于同一用户身份信息的心率信息按照采集时间形成心率变化曲线。
本申请提供的一种心率检测装置，设置有检测接触区域与用户接触，包括：
光电传感器阵列，设置于所述检测接触区域下方，用于获取用户与所述检测接触区域的被测接触面的反射光信号，并根据所述反射光信号获取检测信号；
处理器，连接至所述光电传感器阵列，用于根据所述检测信号获取心率信息；
存储器，连接至所述光电传感器阵列，存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，能够实现所述的心率检测方法。
可选的，还包括光源模块，用于提供采集检测信号时所需的检测光信号，所述反射光信号包括所述检测光信号被所述被测接触面反射后的光信号。
可选的，所述光源模块包括：可见光模组或红外光模组中的至少一种。
可选的，所述可见光模组包括OLED显示屏。
可选的，所述光电传感器阵列还用于采集指纹信息。
可选的，所述光电传感器阵列包括指纹采集器。
本申请提供的一种移动终端，包括所述的心率检测装置。
可选的，包括显示屏，用于显示所述心率信息。
由于在心率检测的过程中，用户与所述心率检测装置的检测接触区域的接触面积越大，获取的心率检测结果越准确，因此，使用本申请的心率检测方法、心率检测装置以及移动终端时，可以通过设置所述第一预设值，来提高检测心率时最小的接触面积，从而提高心率信息的准确性。
进一步的，所述心率检测装置可以在移动终端上实现，利用移动终端上携带的指纹传感器来接收所述反射光信号，无需额外增加检测设备，就能准确方便快捷的获取心率信息，精度高、成本低、操作简便，还避免了内存增加、隐私泄露等问题。
附图说明
为了更清楚地说明本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本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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为一实施例中所述心率检测装置的结构示意图；
图2为一实施例中所述心率检测装置的结构示意图；
图3为一实施例中手机装配所述心率检测装置时的示意图；
图4为另一实施例中手机装配所述心率检测装置时的示意图；
图5为一实施例中所述心率检测方法的步骤流程示意图；
图6为一实施例中根据所述检测信号获取心率信息时的步骤流程示意图；
图7为一实施例中所述心率检测方法的步骤流程示意图。
具体实施方式
以下结合图示，对本申请所述的心率检测方法、心率检测装置以及移动终端做进一步的解释。
请参阅图1，为一实施例中所述心率检测装置的结构示意图。
在该实施例，所述心率检测装置包括光电传感器阵列101、处理器102以及存储器103，所述光电传感器阵列101用于获取检测信号，并将所述检测信号发送至所述处理器102，所述处理器102根据所述检测信号获取心率信息，所述处理器102连接至所述存储器103，所述存储器103内存储有心率检测方法，所述处理器102可以根据所述存储器103内存储的心率检测方法，分析处理所述检测信号，输出心率信息。
所述心率检测装置利用光电效应获取所述检测信号，原理是当一定波长的光照射皮肤再反射到光探测器时，由于肌肉、皮肤、骨骼、血液等吸收了一部分的光，所述光电传感器阵列接收到的反射光信号存在一定程度的衰减，同时由于肌肉、皮肤、骨骼等组织对光的吸收基本不变，动脉中血液在心脏搏动的作用下充盈程度存在周期性变化，造成对光吸收程度的周期性变化。因此可以由所述光电传感器阵列101接收到的反射光信号强度的变化估计人体的心率。
请同时参阅图2，为一实施例中所述光电传感器阵列的示意图。
在该实施例中，所述心率检测装置设置有检测接触区域201与用户接触，在采集过程中，用户通过手指203的指腹与所述检测接触区域201接触，所述光电传感器阵列101设置于所述检测接触区域201下方，获取所述指腹与所述检测接触区域201的被测接触面的反射光信号，以形成所述检测信号。
在一些其他的实施例中，由于手腕上有丰富的动脉血管和静脉血管，因此还可以利用手腕与所述检测接触区域201的接触来获取用户的心率信息。这时，可以将所述心率检测装置装配在手环上，当用户将手环佩戴在手腕上时，就可以实现心率检测，简单方便。
由于所述光电传感器阵列101位于所述检测接触区域201下方，因此所述检测接触区域201可以起到保护所述光电传感器阵列101的作用。并且，所述检测接触区域201的面积大于所述光电传感器阵列101的面积，所述光电传感器阵列101的面积足够大，以采集到的足够多的检测信号，从而提高心率检测的准确性。
在图2中，所述光电传感器阵列101的面积大于用户的手指203的指腹的面积。实际上，也可设置所述光电传感器阵列101的面积小于或等于用户的手指203的指腹的面积，只要所述光电传感器阵列101采集到的检测信号足够即可。
所述光电传感器阵列101包括呈M行×N列排布的多个光电传感器阵元202，其中M、N均为大于0的整数。在采集过程中，每一个光电传感器阵元202都能够采集反射光信号，并根据所述反射光信号输出对应的电压值，该电压值可以用于构建像素点呈S行×L列排布的图像信息，其中S大于等于M，L大于等于N，且M、N、S、L均为正整数。所述图像信息可以作为检测信号进行输出，且所述图像信息中每一像素点对应至一个光电传感器阵元202输出的电压值。分析这些图像信息，可以获取所述心率信息。
所述光电传感器阵元202的排布越密集，所述心率检测装置获取的图像信息分辨率越高，依据所述检测信号获得的心率信息的准确度就越高。可根据实际需要设置所述光电传感器阵元202的排布密度。
所述处理器102包括微控制器、可编程逻辑器件以及单片机中的至少一种，能够执行特定的计算机程序，根据获取到的检测信号获取所述心率信息。所述心率信息包括心跳速率、心跳幅度。
由于像素值与所述被测接触面的反射光相关，被测接触面的反射光与身体状况相关，因此心跳速率、心跳幅度等可以由所述图像信息的像素均值信息得出。在一些实施例中，还根据所述心率信息，对用户的心率健康状况进行分析。进一步的，结合提前配置的用户的年龄、性别等相关信息，可以进一步给出更精准的健康分析等信息。
在一些实施例中，所述心率检测装置还具有显示单元，可以显示这些心率信息，便于用户即时快速的获取所述心率信息。
在一些其他的实施例中，还可给所述心率检测装置配置信息传输单元，将所述心率信息传输到一些具有显示屏的设备上，由这些设备显示所述心率信息，这样无需在所述心率检测装置上设置显示屏，可以缩小所述心率检测装置的体积。所述具有显示屏的设备可以是手机、手环、笔记本电脑、平板电脑等。
在该实施例中，所述存储器103连接至所述光电传感器阵列101，且存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，能够实现如图5所示的心率检测方法，并根据所述检测信息获取心率信息。所述存储器包括DRAM、SRAM等常见存储器中的至少一种。
在所述光电传感器阵列101的灵敏度有限的情况下，反射光信号的强度越小，输出的检测信号存在误差的可能性越高，因此在提供的光源光强较小的情况下，很难获得准确的检测结果。因此，在一些实施例中，使用可见光模组提供检测光信号，所述检测光信号具有足够大的光强，能够保证所述反射光信号的强度，提高检测信号的可靠性和准确性，和心率信息的准确性。
在一些实施例中，所述可见光模组包括OLED显示屏，由自发光的OLED显示屏提供检测光信号。所述OLED显示屏本身能够发光，且具有透光的特性，并且通常为手机等移动终端使用，利用这一特性，可以将所述心率检测装置应用到手机等具有OLED显示屏的移动终端上，实现一机复用。所述心率检测装置可以复用所述OLED显示屏，既能够作为移动终端的显示屏，又为心率检测提供检测光。
请参阅图3，为一实施例中手机装配所述心率检测装置时的示意图。
在该实施例中，使用具有OLED显示屏301的手机300作为包括所述心率检测装置的移动终端，由所述OLED显示屏301提供检测光信号。所述光电传感器阵列301设置于所述OLED显示屏301下方，既用于获取心率信息，又用于进行指纹识别。
该实施例中，所述手机300可以在采集指纹的同时实现心率的检测，并且，也可以在需要时才根据所述光电传感器阵列302采集到的检测信号输出心率信息，这样可以减少不必要的计算资源的浪费。使用该实施例中的手机，无需分别设置指纹检测和心率检测的装置，无需额外占用移动终端内部空间，就能够实现心率检测，节省了成本。
在该实施例中，所述光电传感器阵列302面积较大，采集精度高，获取的检测信号准确率也较高，最终获取到的心率信息的准确率也较高。
在一些实施例中，还可以设置采集过程中用户与所述检测接触区域的接触面积大于第一预设值时，才根据采集到的检测信号输出心率信息，从而提高最终输出的心率信息的准确性，也节省了计算资源。所述第一预设值是获得准确的心率信息所需的最小接触面积，由光电传感器阵列302的光电传感器阵元的密度决定。不同的光电传感器阵列，其阵元密度不一，所述第一预设值不一，可根据具体的实验数据分析获取。
请参阅图4，为另一实施例中手机装配所述心率检测装置时的示意图。
该实施例中，所述手机400还包括设置在所述OLED显示屏301下方的红外光模组401，由所述红外光模组401和所述OLED显示屏301共同提供检测光信号。由于人体的肌体对可见光和红外光具有不同的吸收，因此当所述检测光信号为红外光与可见光的叠加时，或可进一步获取其他的生理信息。
在一些实施例中，还可以在OLED显示屏301上表面镀有滤光膜，所述滤光膜至少覆盖所述光电传感器阵列302所在区域。所述滤光膜可以用来滤除噪声信号，限制所述光电传感器阵列302接收的反射光信号的波长，提高测量精度。在使用红外光模组401提供检测光源时，对所有红外光以外的反射光进行滤除，使得所述光电传感器阵列302接收的反射光信号的绝大部分为红外光，提高测量精度。
在一些其他的实施例中，所述手机的屏幕为非自发光屏幕，如LED屏幕，同时仍具有屏下设置的光电传感器阵列302，此时仍可以使用该手机作为所述移动终端来配备所述心率检测装置，兼具心率采集功能和指纹识别功能。
在一些其他的实施例中，也可不使用手机，而是使用单独的心率检测装置，来实现所述心率检测功能。在这些实施例中，所述心率检测装置提供检测光信号光源以及光电传感器阵列，所述检测光信号光源包括可见光背光模块或红外光模组中的至少一种。
在一些实施例中，所述心率检测装置也可以设置在其他的移动终端上，包括但不限于手环、平板电脑、笔记本电脑等，这些移动终端优选为具有用于实现指纹识别的光电传感器阵列，指纹采集器，可以用于获取所述反射光信号，采集到的检测信号既用于指纹检测，又用于心率检测，实现一机复用，简单方便。
在这些实施例中，所述移动终端优选为包括显示屏用于显示所述心率信息。所述光电传感器阵列可以设置在所述显示屏的下方，由所述显示屏作为可见光源，为采集过程提供检测光信号。在一些实施例中，如果所述光电传感器阵列没有设置在屏下，也可以在所述光电传感器阵列旁设置其他的可见光光源或者红外光光源。
使用所述手机或其他具有显示器的移动终端来装配所述心率检测装置时，可以通过设置所述光电传感器阵列的阵元密度，在实现心率检测的同时实现指纹识别，实现一机复用，并具有高精度特性，测量精度高，实时性强，无需在手机等移动终端的机身上额外开孔或额外增加光电传感器阵列和光源模块等。
本申请的实施例还提供了一种心率检测方法。
请参阅图5，为一实施例中所述心率检测方法的步骤流程示意图。
在该实施例中，提供了一种心率检测方法，包括以下步骤：
步骤S501：提供检测接触区域，该检测接触区域下方设置有如图2所示的实施例中所述的光电传感器阵列，利用光电效应获取所述检测信号，所述检测信号包含用户的心率信息。
由于所述检测接触区域201形成在所述光电传感器阵列101的上方，因此可以起到保护所述光电传感器阵列101的作用。并且，所述检测接触区域201的面积大于所述光电传感器阵列101的面积，所述光电传感器阵列101的面积足够大，以采集到的足够多的检测信号，从而提高心率检测的准确性。
步骤S502：获取用户与所述检测接触区域的被测接触面的反射光信号，并根据所述反射光信号，获取检测信号。
采用所述光电传感器阵列101获取用户与所述检测接触区域的被测接触面的反射光信号，并根据所述反射光信号，所述光电传感器阵列101如图2所示，包括呈M行×N列排布的多个光电传感器阵元202，且每一个光电传感器阵元202都根据接收到的所述反射光信号输出对应的电压值，用于构建像素点呈S行×L列排布的图像信息，其中S大于等于M，L大于等于N，且M、N、S、L均为正整数。所述图像信息作为检测信号进行输出，并且所述图像信息中每一像素点对应至一个光电传感器阵元202输出的电压值。
由于每一帧图像信息都反映了人体在一个采集时间点下的身体状况，因此采集次数越多，得到的有关该用户的身体状况信息就越多，根据这些身体状况信息分析获取的心率信息就越准确，因此，在单次采集过程中，至少获取两帧以上所述图像信息。
在一些实施例中，在单次采集过程中，至少获取40帧图像信息以上时，才将这些采集到的检测信号视为有效信息，并根据这些检测信号输出所述心率信息。若获取的是40帧以下的图像信息，则可以认为该次采集过程采集到的信息数目不够多，不足以输出一个较为准确的心率信息，此时，还可以输出提示信息提示用户当前采集的检测信号数量不足，需要再次进行检测信号的采集。
在一些实施例中，可以通过设置较大的采集频率来保证短时间内的采集帧数，例如设置所述采集频率为60HZ以上。在一些实施例中，还可以通过设置提示栏提示用户采集时长是否达到所需时长，以减少用户做采集时长不够的无效采集的次数。
在该实施例中，需要使用光源来提供检测光信号，且所述检测光信号的光强大小应当足够，以保证所述反射光信号的强度，使得在所述光电传感器阵列的灵敏度有限的情况下，输出的检测信号存在误差的可能性高。在该实施例中，使用可见光模组或红外光模组中的至少一种来提供所述检测光信号，以加强所述反射光信号的强度，减少了输出的检测信号的误差，提高了获取到的心率信息的准确性。
步骤S503：获取用户与所述检测接触区域之间的接触面积。
在该实施例中，可以通过图像信息的各个像素点的像素值来判定某一像素点是否对应至所述被测接触面。具体的，当某一区域被用户的肢体挡住时，与该区域对应的光电传感器阵元接收到的反射光信号强度较强，与该反射光信号强度对应的像素值较高。这样，通过给出合适的筛选范围，就能够筛选出与所述被测接触面对应的像素点，所述接触面积也可以由像素点的数目以及光电传感器阵元的尺寸直接获取。
步骤S504：在所述接触面积大于所述第一预设值时，根据所述检测信号获取所述心率信息。
所述接触面积与心率检测的准确性相关，接触面积越大，采集的检测信号就越准确。在该实施例中，只有当所述接触面积大于第一预设值时，才对所述检测信号进行分析处理，输出所述心率信息，所述第一预设值是获得准确的心率信息所需的最小接触面积，由光电传感器阵列302的光电传感器阵元的密度决定。不同的光电传感器阵列，其阵元密度不一，所述第一预设值不一，可根据具体的实验数据分析获取。
在所述接触面积小于等于所述第一预设值时，则不对所述检测信号进行分析处理以获取所述心率信息。这避免了在接触面积过小、采集到的检测信号有很高的几率存在误差时，还对这些不准确的检测信号进行分析获取不准确的心率信息，减少了对计算资源的浪费，有助于提高心率检测的准确性。
请参阅图6，为一实施例中根据所述检测信号获取心率信息时的步骤流程示意图。
在该实施例中，在根据所述检测信号获取心率信息时，包括以下步骤：
步骤S5041：确定每一帧所述图像信息中与所述被测接触面对应的像素点。
所述图像信息中与所述被测接触面对应的像素点的像素值范围在一个筛选范围内，在确定所述图像信息中与被测接触面相对应的像素点时，首先根据通过图像的形态学特征进行初步的判断，再结合所述像素点的像素值的大小，确定所述图像信息中与被测接触面相对应的像素点。所述筛选范围可根据实际需要设置，一般是0至255之间的中间范围，如30至150。
获取所述接触面积时，先筛选出符合条件的像素点，并对符合条件的像素点进行计数，再将计数结果与所述光电传感器阵元的尺寸相乘，即可得到所述接触面积。
在所述接触面积过小时，可认为当前的采集过程存在异常。例如，所述检测接触区域表面掉落有杂物，或者用户的实际接触区域与所述检测接触区域之间有偏差。在这两种异常情况下，所述图像信息中的其他像素点的像素值较高，而与所述接触区域相对应的像素点的像素值较低。
步骤S5042：获取每一帧所述图像信息中与所述被测接触面对应的所有像素点的像素值均值。
统计与所述被测接触面对应的所有像素点的像素值的总和，再将所述总和除以计数结果，就可以获取到所述第一区域内所有像素点的像素值均值，所述像素值均值对应至反射光信号的平均信号强度，可以体现采集时间点的脉搏状况。
步骤S5043：筛选出位于第一预设区间内的均值，并获取筛选出的均值对应的图像信息的采集时间点，建立采集时间点-均值曲线。
在该步骤中，在所述接触面积大于所述第一预设值，且所述采集时间点-均值曲线的振幅大于第三预设值时，根据所述检测信号获取所述心率信息。所述振幅对应至心跳幅度，若振幅太小，则不属于正常的心跳幅度，可能是误触摸等情况，因此可以将这些检测信号筛除，并提供提示信息，以提醒用户重新检测。
在一些其他的实施例中，在所述接触面积大于所述第一预设值，且所述采集时间点-均值曲线的振幅小于等于所述第三预设值时，提示用户当前处于非正常采集的状态，需要用户进行重新采集等。所述第三预设值对应至正常触摸时的最小心跳幅度，非正常采集可以对应至非正常触摸等。
步骤S5044：根据所述采集时间点-均值曲线获取容积脉搏波信号。
在该步骤中，根据所述采集时间点-均值曲线获取容积脉搏波信号时，包括以下步骤：对所述采集时间点-均值曲线进行标准化处理和滤波处理，以形成所述容积脉搏波信号。
所述标准化处理能够将数据按比例缩放,使之落入一个小的特定区间，可以去除数据的单位限制,将其转化为无量纲的纯数值,便于不同单位或量级的指标能够进行比较和加权。
所述滤波处理包括对毛刺等的滤除，用于防止噪声信号对检测结果的影响。在一些实施例中，可以使用四阶巴特沃斯低通滤波器等，对一些不需要的杂波进行滤除，以提高最终输出的容积脉搏波信号的信噪比，从而提升所述心率信息的准确性。
步骤S5045：统计所述容积脉搏波信号中的波峰出现的频次，并输出所述频次作为所述心率信息。在一些实施例中，在所述波峰出现的频次位于第二预设区间内时，输出所述波峰的频次作为所述心率信息。这里所述第二预设区域是根据正常的心跳频次区间进行设置的，正常人的心跳频次在40至120之间，因此可以将40至120设置为所述第二预设区间，这样，可以防止输出明显有误的心率信息，造成不必要的资源浪费。需要注意的是，这里的频次，指的是每1分钟内波峰出现的次数。
在一些其他的实施例中，在输出所述心率信息后，再判断所述心率信息中的心率是否在正常心率范围内，若否，则输出报警信号以警示用户，提醒用户其可能存在健康问题。进一步的，还可以结合用户的性别、体重、年龄等对应于其身份的其他信息，综合判断。
在该实施例中，所述心率检测方法还包括以下步骤：在所述接触面积大于所述第一预设值时，根据获取到的检测信号进行指纹识别，获取指纹信息。这时，所述心率检测方法还可实现指纹识别，实现指纹识别和心率检测的复用。所述指纹采集器也是由所述光电传感器阵列实现的，因此，可以在具有指纹采集器的移动终端上可以实现所述心率检测方法。
由于具有指纹采集器的移动终端通常是使用指纹采集器来对用户的身份进行识别的，通常都存储有与获取到的指纹信息相对应的用户身份信息，因此，所述心率检测方法还包括以下步骤：根据所述指纹信息获取用户身份信息，建立获取的心率信息与所述用户身份信息之间的映射关系，这也有助于进行用户的健康管理，对每一个用户在指纹解锁同时获取到的心率信息进行统计，便于进行健康分析。
在该实施例中，在所述接触面积大于第一预设值时才进行指纹识别，能够有效防止采集到的检测信号不够时，仍根据检测信号获取指纹信息，造成的计算资源的浪费。
在一些实施例中，由于将心率信息与用户的身份信息联系在一起，因此，还可以将身份信息以及该身份信息对应的心率信息上传至医疗平台，便于实现健康信息的云管理。在一些实施例中，建立获取的心率信息与所述用户身份信息之间的映射关系时，包括以下步骤：将多次采集过程中归属于同一用户身份信息的心率信息按照采集时间形成心率变化曲线，方便用户掌握自己的心率变化情况。
实际上，还可以根据需要，对每一次采集过程中采集到的心跳进行分析，并在所述心率变化曲线上提供虚拟互动按钮，用户通过点选所述互动按钮，可以获取对某次采集过程中采集到的心率信息的分析报告。
在一些实施例中，所述分析报告可以在医疗平台上实现，实际上，也可在本地内置一些数据分析程序，以便在离线的情况下也能对所述心率信息进行简单的分析。
请参阅图7，为一实施例中所述心率检测方法的步骤流程示意图。
在该实施例中，提供了一种方法，使用所述指纹采集器在进行心率检测的同时进行指纹采集，并将该方法应用到手机上，所述指纹采集器采集到的指纹用于解锁所述手机。
在该实施例中，包括以下步骤：
步骤S701：通过指纹采集器获取采集信号；步骤S702：获取手指与指纹采集器的接触面积；步骤S703：判断接触面积是否大于第一预设值，若大于，则进入步骤S7041，若否，返回至步骤S701；步骤S7041：对根据检测信号生成的采集时间点-均值曲线进行标准化处理和滤波处理，形成容积脉搏波信号；步骤S7051：判断所述容积脉搏波信号是否包含心率信息，若是，则进入步骤S706，若否，则返回至步骤S701；步骤S706：计量容积脉搏波信号的波峰频次，并输出波峰频次作为心率信息；步骤S707：在显示屏上显示所述心率信息，包括显示所述波峰频次。
在该实施例中，在步骤S703之后，还包括以下步骤：步骤S7042：指纹预处理；步骤S7052：指纹识别。
所述指纹预处理是对所述检测信息中包含的图像信息进行预处理，以便进行后续的指纹识别。所述指纹预处理包括滤波与去噪、二值化及细化等，目的是为了提取指纹特征，在进行指纹识别时，要比对获取到的指纹特征与预先存储的指纹特征，并在匹配率达到一定程度时才认为所述指纹特征与预先存储的指纹特征相匹配，属于同一用户。
在该实施例中，在步骤S7051中判断包含心率信息后执行步骤S7052，进行指纹识别心率信息，可以实现活体检测，可以防止他人采用倒模等方法获取用户的指纹信息以解锁所述手机，提高了手机的安全性。
在其他实施例中，也可在接触面积大于第一预设值时就进行指纹识别，在进行指纹识别之前，无需对容积脉搏波信号是否包含心率信息进行判断，这样可以减少指纹识别的过程中要用到的判断语句，减小对计算资源的占用。
在该实施例中，还使用手机的屏幕显示获取到的心率信息，以便用户及时获知自己的心率信息。
以上所述仅为本申请的实施例，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，例如各实施例之间技术特征的相互结合，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)
1.一种心率检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
提供检测接触区域；
获取用户与所述检测接触区域的被测接触面的反射光信号，并根据所述反射光信号，获取检测信号；
获取用户与所述检测接触区域之间的接触面积；
在所述接触面积大于所述第一预设值时，根据所述检测信号获取所述心率信息。
2.根据权利要求1所述的心率检测方法，其特征在于，提供检测光信号，照射所述被测接触面，所述反射光信号包括所述检测光信号被所述被测接触面反射后的光信号。
3.根据权利要求2所述的心率检测方法，其特征在于，采用可见光模组提供所述检测光信号，所述可见光模组包括OLED显示屏。
4.根据权利要求2或3所述的心率检测方法，其特征在于，采用红外光模组提供所述检测光信号。
5.根据权利要求1所述的心率检测方法，其特征在于，所述检测信号包括图像信息，根据所述反射光信号获取所述检测接触区域的图像信息，且在单次采集过程中，至少获取两帧以上所述图像信息。
6.根据权利要求5所述的心率检测方法，其特征在于，根据所述检测信号获取心率信息时，包括以下步骤：
确定每一帧所述图像信息中与所述被测接触面对应的像素点；
获取每一帧所述图像信息中与所述被测接触面对应的所有像素点的像素值均值；
筛选出位于第一预设区间内的均值，并获取筛选出的均值对应的图像信息的采集时间点，建立采集时间点-均值曲线；
根据所述采集时间点-均值曲线获取容积脉搏波信号；
统计所述容积脉搏波信号中的波峰出现的频次，并输出所述频次作为所述心率信息。
7.根据权利要求6所述的心率检测方法，其特征在于，根据所述采集时间点-均值曲线获取容积脉搏波信号时，包括以下步骤：对所述采集时间点-均值曲线进行标准化处理和滤波处理，以形成所述容积脉搏波信号。
8.根据权利要求6所述的心率检测方法，其特征在于，在所述波峰出现的频次位于第二预设区间内时，输出所述波峰的频次作为所述心率信息。
9.根据权利要求6所述的心率检测方法，其特征在于，在所述接触面积大于所述第一预设值，且所述采集时间点-均值曲线的振幅大于第三预设值时，根据所述检测信号获取所述心率信息。
10.根据权利要求9所述的心率检测方法，其特征在于，在所述接触面积大于所述第一预设值，且所述采集时间点-均值曲线的振幅小于等于所述第三预设值时，输出报警信号。
11.根据权利要求1所述的心率检测方法，其特征在于，还包括以下步骤：在所述接触面积大于所述第一预设值时，根据获取到的检测信号进行指纹识别，获取指纹信息。
12.根据权利要求11所述的心率检测方法，其特征在于，还包括以下步骤：根据所述指纹信息获取用户身份信息，建立获取的心率信息与所述用户身份信息之间的映射关系。
13.根据权利要求12所述的心率检测方法，其特征在于，建立获取的心率信息与所述用户身份信息之间的映射关系时，包括以下步骤：将多次采集过程中归属于同一用户身份信息的心率信息按照采集时间形成心率变化曲线。
14.一种心率检测装置，其特征在于，设置有检测接触区域与用户接触，包括：
光电传感器阵列，设置于所述检测接触区域下方，用于获取用户与所述检测接触区域的被测接触面的反射光信号，并根据所述反射光信号获取检测信号；
处理器，连接至所述光电传感器阵列，用于根据所述检测信号获取心率信息；
存储器，连接至所述处理器，存储有计算机程序供所述处理器使用，所述计算机程序被所述处理器执行时，能够实现如权利要求1至13任一项所述的心率检测方法。
15.根据权利要求14所述的心率检测装置，其特征在于，还包括光源模块，用于提供采集检测信号时所需的检测光信号，所述反射光信号包括所述检测光信号被所述被测接触面反射后的光信号。
16.根据权利要求14所述的心率检测装置，其特征在于，所述光源模块包括：可见光模组或红外光模组中的至少一种。
17.根据权利要求15所述的心率检测装置，其特征在于，所述可见光模组包括OLED显示屏。
18.根据权利要求14所述的心率检测装置，其特征在于，所述光电传感器阵列还用于采集指纹信息。
19.一种移动终端，其特征在于，包括如权利要求14所述的心率检测装置。
20.根据权利要求19所述的移动终端，其特征在于，包括显示屏，用于显示所述心率信息。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011191975.9A CN112190247A (zh) | 2020-10-30 | 2020-10-30 | 心率检测方法、心率检测装置以及移动终端 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011191975.9A CN112190247A (zh) | 2020-10-30 | 2020-10-30 | 心率检测方法、心率检测装置以及移动终端 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112190247A true CN112190247A (zh) | 2021-01-08 |
Family
ID=74012112
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202011191975.9A Pending CN112190247A (zh) | 2020-10-30 | 2020-10-30 | 心率检测方法、心率检测装置以及移动终端 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112190247A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114338896A (zh) * | 2021-12-17 | 2022-04-12 | 深圳市中兴移动软件有限公司 | 一种屏下心率检测控制方法、设备及计算机可读存储介质 |
| WO2022183872A1 (zh) * | 2021-03-05 | 2022-09-09 | Oppo广东移动通信有限公司 | 信息处理方法、可穿戴系统和计算机可读存储介质 |
| WO2023165482A1 (zh) * | 2022-03-02 | 2023-09-07 | 虹软科技股份有限公司 | 一种心率检测方法和装置 |
-
2020
- 2020-10-30 CN CN202011191975.9A patent/CN112190247A/zh active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2022183872A1 (zh) * | 2021-03-05 | 2022-09-09 | Oppo广东移动通信有限公司 | 信息处理方法、可穿戴系统和计算机可读存储介质 |
| CN114338896A (zh) * | 2021-12-17 | 2022-04-12 | 深圳市中兴移动软件有限公司 | 一种屏下心率检测控制方法、设备及计算机可读存储介质 |
| CN114338896B (zh) * | 2021-12-17 | 2024-03-19 | 深圳市中兴移动软件有限公司 | 一种屏下心率检测控制方法、设备及计算机可读存储介质 |
| WO2023165482A1 (zh) * | 2022-03-02 | 2023-09-07 | 虹软科技股份有限公司 | 一种心率检测方法和装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN112190247A (zh) | 心率检测方法、心率检测装置以及移动终端 | |
| KR100763233B1 (ko) | 동잡음 제거된 혈류량 신호 검출 장치 및 방법, 그리고이를 이용한 스트레스 검사 장치 | |
| US9451905B2 (en) | Method and apparatus for monitoring the baroreceptor reflex of a user | |
| ES2960027T3 (es) | Detección de anomalías en las señales de ECG | |
| JP6596089B2 (ja) | アレルギー検査で使用するための方法及び機器 | |
| CN104545892B (zh) | 一种基于心电身份识别的人体血压分析装置 | |
| KR100871565B1 (ko) | 동잡음 제거된 혈류량 신호 검출 장치 및 방법 | |
| CN213606336U (zh) | 心率检测装置以及移动终端 | |
| Schlesinger et al. | Estimation and tracking of blood pressure using routinely acquired photoplethysmographic signals and deep neural networks | |
| CN108717872A (zh) | 基于面部、手部识别和大数据的健康分析方法及系统 | |
| CN106691410B (zh) | 一种脉搏及血红细胞浓度监测仪及方法 | |
| CN112674739B (zh) | 生物特征信息的检测装置、检测方法和电子设备 | |
| CN115770028A (zh) | 血压检测方法、系统、装置及存储介质 | |
| US11432779B2 (en) | Method and device for capacitive touch panel based biosignal measurement | |
| Khurshid et al. | Image processing to quantitate hemoglobin level for diagnostic support | |
| CN111000539A (zh) | 脉象采集、诊脉装置以及脉象采集数据处理方法 | |
| CN114098684B (zh) | 生物信息测量设备 | |
| Rowlands | Measuring physical activity with body-worn accelerometers | |
| CN114271802B (zh) | 生物信息测量设备 | |
| CN110292388A (zh) | 一种认知负荷与心理压力的测量方法及终端 | |
| KR20160022638A (ko) | 음식 정보 처리 방법 및 그 장치 | |
| CN109924955B (zh) | 脑血管动力学参数的确定方法、装置、终端及存储介质 | |
| US20230000446A1 (en) | Apparatus and method for estimating lipid concentration | |
| CN116348036A (zh) | 例如作为先兆子痫增加的可能性指示的血压和水肿的测量 | |
| WO2022126665A1 (zh) | 生物特征信息的检测装置、检测方法和电子设备 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |