CN113180622A - 生物信息测量方法、装置、设备、存储介质及程序产品 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种生物信息测量方法、装置、设备、存储介质及程序产品。该方法包括：获取被测对象的测量部位的压力信号以及压力信号对应的光电容积脉搏波描记PPG信号；根据压力信号对PPG信号进行校准，校准后的PPG信号用于确定被测对象的生物信息；或者根据压力信号对初始生物信息进行校准，初始生物信息为根据PPG信号确定的，校准后的初始生物信息作为被测对象的生物信息。从而，提高了生物信息测量结果的准确性。
Description
技术领域
本申请涉及生物识别技术，尤其涉及一种生物信息测量方法、装置、设备、存储介质及程序产品。
背景技术
健康问题一直以来都是公众十分关心的问题，为了实现随时随地的健康监测，越来越多厂商选择在便携式电子设备上实现血压、血氧、心率等生物信息测量。
通常的做法是，用户将测量部位紧贴电子设备，电子设备将某些波长的光发射到测量部位，并接收测量部位的折射光或反射光来分析测量部位的血液容积偏差所包含的生物信息。
当用户将测量部位紧贴电子设备时，测量部位会受到外力作用，这会对测量部位的血液容积产生额外的干扰，使得生物信息测量结果存在一定的偏差。
发明内容
本申请提供一种生物信息测量方法、装置、设备、存储介质及程序产品，提高生物信息测量结果的准确性。
第一方面，本申请提供一种生物信息测量方法，用于电子设备，所述生物信息测量方法包括：
获取被测对象的测量部位的压力信号以及所述压力信号对应的光电容积脉搏波描记PPG信号；
根据所述压力信号对所述PPG信号进行校准，校准后的PPG信号用于确定所述被测对象的生物信息；或者根据所述压力信号对初始生物信息进行校准，所述初始生物信息为根据所述PPG信号确定的，校准后的初始生物信息作为所述被测对象的生物信息。
在一种实施方式中，根据所述压力信号对所述PPG信号进行校准，校准后的PPG信号用于确定所述被测对象的生物信息，包括：
根据预设的第一对应关系确定所述PPG信号的特征值的实际偏差，所述预设的第一对应关系为PPG信号的特征值的偏差和压力信号之间的对应关系；
根据所述PPG信号的特征值的实际偏差，对所述PPG信号进行校准，校准后的PPG信号用于基于脉搏波波形分析法确定所述被测对象的生物信息。
在一种实施方式中，所述根据所述压力信号对初始生物信息进行校准，包括：
使用所述PPG信号，采用脉搏波波形分析法计算初始生物信息；
根据预设的第二对应关系确定所述初始生物信息的实际偏差，所述预设的第二对应关系为初始生物信息的偏差和压力信号之间的对应关系；
根据所述初始生物信息的实际偏差，对所述初始生物信息进行校准。
在一种实施方式中，所述获取被测对象的测量部位的压力信号以及所述压力信号对应的光电容积脉搏波描记PPG信号之前，还包括：
控制所述电子设备的屏幕自带的光源向所述测量部位发光；
通过屏下指纹传感器采集所述光经过所述测量部位后返回的光并根据所述返回的光得到所述测量部位的指纹图像；
若所述指纹图像的质量参数不达标，开启所述屏幕自带的光源之外的其它光源，以增强所述PPG信号的质量。
在一种实施方式中，所述指纹图像的质量参数包括所述指纹图像的信噪比、信干比或指纹线条连续度中的至少一项。
在一种实施方式中，所述屏幕自带的光源为红光或绿光中的至少一种，所述屏幕自带的光源之外的其它光源为红外光、红光或绿光中的至少一种。
在一种实施方式中，所述方法还包括：
根据所述指纹图像确定所述测量部位的按压状态；
根据所述按压状态，输出提示信息，所述提示信息用于提示用户调整所述采集部位的按压状态。
在一种实施方式中，所述按压状态包括按压面积，所述根据所述指纹图像确定所述测量部位的按压状态，包括：
根据所述指纹图像的像素值，确定所述测量部位的按压面积。
在一种实施方式中，所述按压状态包括按压位置和按压角度，所述根据所述指纹图像确定所述测量部位的按压状态，包括：
从所述指纹图像中提取特征点，根据所述特征点与所述屏下指纹传感器的相对位置，确定所述测量部位的按压位置和按压角度。
在一种实施方式中，所述根据所述压力信号对所述PPG信号进行校准，包括：
确定所述压力信号对应的压强，根据所述压力信号对应的压强对所述PPG信号进行校准，校准后的PPG信号用于确定所述被测对象的血压。
在一种实施方式中，所述根据所述压力信号对初始生物信息进行校准，包括：
确定所述压力信号对应的压强，根据所述压力信号对应的压强对所述初始生物信息进行校准，校准后的初始生物信息为所述被测对象的血压。
在一种实施方式中，所述方法还包括：
确定所述压力信号和预设压力之间的差值；
根据所述差值确定所述生物信息的置信度，所述置信度和所述差值呈负相关。
在一种实施方式中，所述方法还包括：
根据所述压力信号和所述PPG信号，获得所述PPG信号随所述压力信号变化的波形，根据所述PPG信号随所述压力信号变化的波形确定所述被测对象的第一生物信息；
利用所述第一生物信息对所述生物信息进行更新，更新后的生物信息作为所述测量对象的生物信息。
第二方面，本申请提供一种生物信息测量装置，用于电子设备，所述生物信息测量装置包括处理器；
所述处理器，用于获取被测对象的测量部位的压力信号以及所述压力信号对应的光电容积脉搏波描记PPG信号，根据所述压力信号对所述PPG信号进行校准，校准后的PPG信号用于确定所述被测对象的生物信息，或者根据所述压力信号对初始生物信息进行校准，所述初始生物信息为根据所述PPG信号确定的，校准后的初始生物信息作为所述被测对象的生物信息。
在一种实施方式中，所述处理器用于：
根据预设的第一对应关系确定所述PPG信号的特征值的实际偏差，所述预设的第一对应关系为PPG信号的特征值的偏差和压力信号之间的对应关系；
根据所述PPG信号的特征值的实际偏差，对所述PPG信号进行校准，校准后的PPG信号用于基于脉搏波波形分析法确定所述被测对象的生物信息。
在一种实施方式中，所述处理器用于：
使用所述PPG信号，采用脉搏波波形分析法计算初始生物信息；
根据预设的第二对应关系确定所述初始生物信息的实际偏差，所述预设的第二对应关系为初始生物信息的偏差和压力信号之间的对应关系；
根据所述初始生物信息的实际偏差，对所述初始生物信息进行校准。
在一种实施方式中，所述处理器还用于：
控制所述电子设备的屏幕自带的光源向所述测量部位发光；
通过屏下指纹传感器采集所述光经过所述测量部位后返回的光并根据所述返回的光得到所述测量部位的指纹图像；
若所述指纹图像的质量参数不达标，开启所述屏幕自带的光源之外的其它光源，以增强所述PPG信号的质量。
在一种实施方式中，所述指纹图像的质量参数包括所述指纹图像的信噪比、信干比或指纹线条连续度中的至少一项。
在一种实施方式中，所述装置还包括：与所述处理器电连接的脉搏波传感器；所述脉搏波传感器用于采集所述PPG信号。
在一种实施方式中，所述装置还包括：还包括与所述处理器电连接的压力传感器；所述压力传感器用于采集所述压力信号。
在一种实施方式中，所述装置还包括：基板和位于所述基板上的屏下指纹传感器，所述屏下指纹传感器与所述处理器电连接，所述屏下指纹传感器用于采集指纹图像；
所述脉搏波传感器位于所述基板上，所述压力传感器位于所述基板底部。
在一种实施方式中，所述装置还包括位于所述基板上的所述屏幕自带的光源之外的其它光源。
在一种实施方式中，所述处理器还用于：
根据所述指纹图像确定所述测量部位的按压状态；
根据所述按压状态，输出提示信息，所述提示信息用于提示用户调整所述测量部位的按压状态。
在一种实施方式中，所述按压状态包括按压面积，所述处理器用于：
根据所述指纹图像的像素值，确定所述测量部位的按压面积。
在一种实施方式中，所述按压状态包括按压位置和按压角度，所述处理器用于：
从所述指纹图像中提取特征点，根据所述特征点与所述屏下指纹传感器的相对位置，确定所述测量部位的按压位置和按压角度。
在一种实施方式中，所述处理器用于：
确定所述压力信号对应的压强，根据所述压力信号对应的压强对所述PPG信号进行校准，校准后的PPG信号用于确定所述被测对象的血压。
在一种实施方式中，所述处理器用于：
确定所述压力信号对应的压强，根据所述压力信号对应的压强对所述初始生物信息进行校准，校准后的初始生物信息为所述被测对象的血压。
在一种实施方式中，所述处理器还用于：
确定所述压力信号和预设压力之间的差值；
根据所述差值确定所述生物信息的置信度，所述置信度和所述差值呈负相关。
在一种实施方式中，所述处理器还用于：
根据所述压力信号和所述PPG信号，获得所述PPG信号随所述压力信号变化的波形，根据所述PPG信号随所述压力信号变化的波形确定所述被测对象的第一生物信息；
利用所述第一生物信息对所述生物信息进行更新，更新后的生物信息作为所述测量对象的生物信息。
第三方面，本申请提供一种电子设备，包括如第二方面及其实施方式中所述的生物信息测量装置。
在一种实施方式中，所述电子设备的屏幕为有机发光二极管OLED屏。
第四方面，本申请提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现如第一方面及其实施方式中所述的方法。
第五方面，本申请提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如第一方面及其实施方式中所述的方法。
本申请提供生物信息测量方法、装置、设备、存储介质及程序产品，通过获取测量部位的PPG信号和压力信号，采用压力信号对PPG信号或者由PPG信号得到的生物信息进行校准，从而可以降低甚至消除压力带来的误差，获得更加准确的生物信息测量结果。该方法提高了测量过程中对压力变化的容忍度，无需用户刻意保持精准的按压力度，也避免为了维持压力稳定而增加额外的结构和成本。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为生物信息测量的原理示意图；
图2为一示例性的PPG信号的波形示意图；
图3为另一示例性的PPG信号的波形示意图；
图4为本申请一实施例提供的生物信息测量方法的流程示意图；
图5为本申请一实施例提供的测量设备的用户界面示意图；
图6为本申请一实施例提供的测量设备的结构示意图；
图7为本申请另一实施例提供的测量设备的结构示意图；
图8为本申请另一实施例提供的生物信息测量方法的流程示意图；
图9为一示例性的指纹图像；
图10为另一示例性的指纹图像；
图11为本申请又一实施例提供的测量设备的结构示意图；
图12为本申请又一实施例提供的测量设备的结构示意图；
图13为本申请又一实施例提供的测量设备的结构示意图；
图14为本申请一实施例提供的生物信息测量装置的结构示意图；
图15为本申请一实施例提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。
图1为生物信息测量的原理示意图，如图1所示，在进行生物信息测量时，用户将测量部位紧贴测量设备，测量设备中的脉搏波传感器包括光源和光电探测器，光源发出的光照射到用户的测量部位之后，部分光能量被测量部位吸收，由于测量部位皮肤和肌肉组织等在采集过程中吸收的光能量保持不变，而血液在血管中的容量随脉搏跳动存在变化，对光的吸收量也随之变化，因此在返回的光信号中包含了测量部位血液容积随脉搏跳动变化的信息，光电探测器接收返回的光信号并将光信号转换为电信号，之后通过对该电信号的分析即可得到测量部位的血液容积变化所包含的生物信息，例如血压、心率和血氧量等。上述电信号可以称为光电容积描记(Photo Plethysmo Graphy，PPG)信号，测量设备可以为手机、智能可穿戴设备等电子设备。
当用户将测量部位紧贴测量设备时，测量部位受到的外力作用会对测量部位的血液容积产生额外的干扰，示例的，如图2和图3所示的是一个用户的相同测量部位在不同压力下的PPG信号的波形，其中，图2为正常压力下的PPG信号波形，图3为比较重压力下的PPG信号波形。从图2和图3的对比可以看出压力变化对PPG信号波形存在较大的影响，包括但不限于使PPG信号波形的幅值、重博波高度、降中峡高度等波形特征产生失真，从而会导致根据PPG信号确定的生物信息存在偏差。
为了提高生物信息测量结果的准确性，在一些方案中在测量设备中增加压力传感器来记录测量部位的压力值，并将压力值反馈给用户，以提示用户对测量部位进行调整，以保持在最佳压力，然而，这种依靠用户进行调整的方案可靠性不高，因此对生物信息测量结果的准确性的提高不大，且需要用户多次调整操作影响用户体验。或者，一些方案中在测量设备中除了增加压力传感器还还增加力制动器，通过压力传感器记录测量部位的压力值，并采用力制动器主动调节施加到测量部位的压力，使其保持在最佳压力，然而，这种方案中需要额外增加力制动器，使得测量设备的结构设计过于复杂。
为此，本申请实施例中提出，在获取到PPG信号以及压力信号之后，根据压力信号对PPG信号的影响，采用压力信号对PPG信号或者由PPG信号得到的初始生物信息进行校准，从而可以降低甚至消除压力带来的误差，获得更加准确的生物信息测量结果。
下面，将通过具体的实施例对本申请提供的生物信息测量方法进行详细地说明。可以理解的是，下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。
图4为本申请一实施例提供的生物信息测量方法的流程示意图。该方法的执行主体为生物信息测量装置，该装置可以通过软件和/或硬件实现，示例的，该装置可以为芯片，该芯片用于电子设备，该电子设备为前述测量设备。
如图4所示，该方法包括：
S401、获取被测对象的测量部位的压力信号以及压力信号对应的PPG信号。
以一个电子设备为例，电子设备可以在接收到生物信息测量请求后开始执行本步骤，其中，生物信息测量请求可以由用户在电子设备上选择触发，示例的，如图5中所示，用户在电子设备的用户界面中点击开始测量按钮以触发生物信息测量请求。需要说明的是用户触发生物信息测量请求不是必须的，例如电子设备可以在启动后执行本步骤，或者按照预设程序执行本步骤，本申请实施例对此不作限定。
示例的，电子设备为智能可穿戴设备，例如智能手环，则电子设备在接收生物信息测量请求后，可以直接开始获取测量部位的PPG信号和压力信号。示例的，电子设备为手机，则电子设备在接收生物信息测量请求后，可以先输出提示信息，以提示用户将测量部位放置在传感器的相应位置处，从而电子设备可以获取到测量部位对应的PPG信号和压力信号。
示例的，本申请实施例中采用如图6所示的测量设备，图6中所示意的光源1和光源2是屏幕自带的光源之外的其它光源，其它光源的数量和类型均可以根据需要设置，图6中以两个其它光源为例进行示意，屏幕光可以为红光或绿光等，其它光源可以为红外、红光、绿光或混合光等光源。其中，采用其它光源可以增强PPG信号的质量。示例的，其它光源采用红外光能够采集到测量部位更深层的信息，获得质量更好的PPG信号。
在不设置其它光源的情况下，电子设备可以通过屏幕自带的光源发光至被测对象的测量部位，并通过光电探测器接收返回的光并将光信号转化为PPG信号，采用屏幕自带的光源可以使得测量设备的功耗较低，也能避免红外光源加速屏幕老化的问题；在设置了其它光源的情况下，测量设备可以根据需要选择利用屏幕自带的光源和/或其它光源发光，并通过光电探测器接收返回的光以将光信号转化为PPG信号。图6中的压力传感器的设置方式仅为一种示例，需要说明的是，通过压力传感器所采集的压力信号不仅可以包括压力的大小，也可以包括压力的方向。
需要说明的是，本步骤中压力信号对应的PPG信号是指PPG信号是测量部位正处于该压力信号对应的压力作用下时的PPG信号，例如，压力信号对应的PPG信号通常是与压力信号同步采样的PPG信号。
S402、根据压力信号对PPG信号进行校准，或者，根据压力信号对初始生物信息进行校准。
其中，校准后的PPG信号用于确定被测对象的生物信息，初始生物信息为根据PPG信号确定出的，校准后的初始生物信息作为被测对象的生物信息。
在测量过程中，由于测量部位的压力作用的存在，会使得得到的PPG信号的特征值具有一定的偏差。示例的，根据预设压力下的PPG信号确定出的生物信息准确度较高，而根据其他压力下的PPG信号确定出的生物信息准确度较低，那么可以将预设压力下的PPG信号的特征值作为一个参考值，其他压力下的PPG信号的特征值相对于参考值具有一定的偏差。示例的，特征值包括但不限于PPG信号的幅值、重博波高度、降中峡高度等，PPG信号的特征值的偏差和压力信号之间存在对应关系，该对应关系可以通过预先实验或理论计算获得，并且，由于初始生物信息是根据PPG信号确定的，因此初始生物信息的偏差和压力信号之间也会存在对应关系。因此，可以根据压力信号对PPG信号或初始生物信息进行校准，以得到被测对象的生物信息。
在一种实施方式中，根据预设的第一对应关系确定S401中获取到的PPG信号的特征值的实际偏差，根据PPG信号的特征值的实际偏差，对PPG信号进行校准，预设的第一对应关系为PPG信号的特征值的偏差和压力信号之间的对应关系。校准后的PPG信号可以用于基于脉搏波波形分析法(Pulse Wave Analysis，PWA)确定被测对象的生物信息，需要说明的是，基于校准后的PPG信号以及PWA方法确定被测对象的生物信息可以由前述的生物信息测量装置执行，或者也可以由生物信息测量装置将校准后的PPG信号发送给其他处理器，由其他处理器执行。
PPG信号的特征值的偏差和压力信号之间的第一对应关系可以是如下形式：压力信号为某一数值时PPG信号的特征值的偏差为一数值；或者，压力信号在某一范围时PPG信号的特征值的偏差为一数值。根据该第一对应关系，结合S401中获取到的压力信号，即可确定S401中获取到的PPG信号的特征值的实际偏差。
在另一种实施方式中，使用PPG信号，采用脉搏波波形分析法计算初始生物信息，根据预设的第二对应关系确定初始生物信息的实际偏差，根据初始生物信息的实际偏差，对初始生物信息进行校准，得到被测对象的生物信息。预设的第二对应关系为初始生物信息的偏差和压力信号之间的对应关系。
与前述类似的，初始生物信息的偏差和压力信号之间的第二对应关系可以是如下形式：压力信号为某一数值时初始生物信息的偏差为一数值；或者，压力信号在某一范围时初始生物信息的偏差为第三数值。根据该第二对应关系，结合S401中获取到的压力信号，即可确定初始生物信息的实际偏差。
本申请实施例提供的生物信息测量方法，通过获取测量部位的PPG信号和压力信号，采用压力信号对PPG信号或者由PPG信号得到的生物信息进行校准，从而可以降低甚至消除压力带来的误差，获得更加准确的生物信息测量结果。该方法提高了测量过程中对压力变化的容忍度，无需用户刻意保持精准的按压力度，也避免为了维持压力稳定而增加额外的结构和成本。
此外，采用压力信号除了可以对PPG信号或者由PPG信号得到的初始生物信息进行校准之外，在一种实施方式中，还可根据压力信号对生物信息测量结果进行置信度标定，示例的，确定压力信号和预设压力之间的差值，根据该差值确定生物信息的置信度，置信度和该差值呈负相关。其中，预设压力可以根据实际情况进行设置，预设压力是可以使得PPG信号失真较小的压力。采集得到的压力信号和预设压力之间的偏差越大，则表示压力信号可能导致PPG信号失真越严重，因此，最终确定的生物信息的置信度也越低；采集得到的压力信号和预设压力之间的偏差越小，则表示压力信号可能导致PPG信号失真越小，因此，最终确定的生物信息的置信度也越高。
测量设备在显示测量部位的生物信息时，可以同时显示该生物信息的置信度，以使用户对生物信息测量结果的可靠性有所了解，同时可以提示用户下次测量时可以适当调整按压力度。
在上述实施例的基础上，本申请实施例可以结合测量设备的屏下指纹传感器，获取手指或脚趾等具有指纹的测量部位的指纹图像，来获得质量更好的PPG信号。示例的，如图7所示为采用了屏下指纹传感器的测量设备的结构示意图。
图8为本申请另一实施例提供的生物信息测量方法的流程示意图。如图8所示，该方法包括：
S801、控制电子设备的屏幕自带的光源向测量部位发光。
电子设备，即测量设备，除了屏幕自带的光源可以发光外，还具有其它光源，如图7中所示的光源1和光源2，本申请实施例中，在开始测量生物信息时，首先仅控制屏幕自带的光源向测量部位发光，以减小能耗。
S802、获取屏下指纹传感器采集光经过测量部位后返回的光并根据返回的光得到的测量部位的指纹图像。
屏幕自带的光源向测量部位发光，光经过测量部位后返回，屏下指纹传感器可以采集返回的光，并根据返回的光得到测量部位的指纹图像，测量设备可以通过该屏下指纹传感器获得该指纹图像。
S803、根据指纹图像的质量，确定是否开启屏幕自带的光源之外的其它光源。
指纹图像的质量参数可以包括指纹图像的信噪比、信干比或指纹线条连续度中的至少一项。
以测量部位为手指为例，当手指比较干燥或粗糙时，测量过程中手指与屏幕之间的间隙较大，也就是手指与屏幕之间的接触状态较差，会使得光线在两个表面之间来回反射，从而导致返回的光的信号质量较差。示例的，以指纹线条连续度为例，如图9所示为手指干湿适中时的指纹图像，图10所示为手指较干燥时的指纹图像，可以看出，在手指干燥时指纹线条的连续度较低。同样的，在返回的光的信号质量较差时，指纹图像的信噪比或信干比会较小。
在通过指纹图像的质量参数确定返回的光的信号质量较差时，可以确定若仅通过屏幕自带的光源向测量部位发光，则脉搏波传感器中的光电探测器采集返回的光，并根据返回的光所得到的PPG信号的质量也会较差，因此本申请实施例中，在指纹图像的质量参数不达标时，则开启屏幕自带的光源之外的其它光源，利用其它光源向测量部位发光，提高经过采集部位返回的光的信号质量，以增强PPG信号的质量。在指纹图像的质量参数达标时，则无需开启自带的光源之外的其它光源，从而降低测量设备的功耗，也避免其它光源的照射加速屏幕老化。可选的，质量参数不达标可以指质量参数小于预设值，质量的桉树达标可以指质量参数大于或等于预设值。需要说明的是，根据质量参数的不同，预设值的具体数值可以不同。
示例的，指纹图像的指纹线条连续度不达标，可能是由于手指较干燥，若此时脉搏波传感器中的光电探测器采集返回的光，则可能由于返回的光的信号较差导致PPG信号的质量也较差。若此时打开其它光源发射红外光，则脉搏波传感器中的光电探测器采集的返回的光的信号质量较好，则得到的PPG信号的质量也较好。
S804、获取测量部位的压力信号以及压力信号对应的PPG信号。
本步骤与前述实施例中的S401类似，此处不再赘述。仅需要说明的是，本步骤中所获取的PPG信号是由上述步骤所确定的光源向测量部位发光，并由脉搏波传感器采集经过测量部位后返回的光，并根据返回的光得到的。
S805、根据压力信号对PPG信号进行校准，或者，根据压力信号对初始生物信息进行校准。
本步骤与前述实施例中的S402类似，对于相同的内容不再赘述。此外，在根据压力信号对PPG信号或初始生物信息进行校准时，可以利用压力信号对应的压强。以测量血压为例，确定压力信号对应的压强，根据压力信号对应的压强对PPG信号进行校准，校准后的PPG信号用于确定被测对象的血压。需要说明的是，根据压力信号对应的压强对PPG信号进行校准时，可以利用PPG信号的特征值的偏差和压强之间的对应关系确定PPG信号的实际偏差，进而对PPG信号进行校准。PPG信号的特征值的偏差和压强之间的对应关系与前述的第一对应关系类似。
仍以测量血压为例，确定压力信号对应的压强，根据压力信号对应的压强对初始生物信息进行校准，校准后的初始生物信息为被测对象的血压。其中，初始生物信息是根据PPG信号采用PWA方法确定的初始血压，根据压力信号对应的压强对初始血压进行校准时，可以利用初始血压的偏差和压强之间的对应关系确定初始血压的实际偏差，进而对初始血压进行校准，得到被测对象的血压。初始血压的偏差和压强之间的对应关系与前述的第一对应关系类似。
本申请实施例中，在测量生物信息时，首先仅通过屏幕自带的光源向测量部位发光，并采用屏下指纹传感器采集的指纹图像对经过测量部位后返回的光的信号质量进行识别，从而能够根据返回的光的信号质量选择是否打开其它光源。在返回的光的信号质量较好时，仅采用屏幕自带的光源发光，从而降低测量设备的功耗和烧屏风险，而在返回的光的信号质量不好时，利用屏幕自带的光源之外的其它光源向测量部位发光，提高了经过测量部位后返回的光的信号质量，从而提高了采集的PPG信号的质量，保证了生物信息测量结果的准确性。
以生物信息为血压，测量设备为具备屏下指纹传感器的手机为例对本申请实施例的方法进行说明。用户测量血压时，将手指放置在屏下指纹传感器上方，可选的，在手机屏幕上可以显示一个区域，以提示用户将手指放置在该区域，此时，仅手机屏幕自带的光源向手指发光，屏下指纹传感器采集经过手指返回的光以确定手指的指纹图像，处理器在确定指纹图像的线条连续性较差时控制开启设置于屏幕下方的其它光源，从而由其它光源向手指发光，之后，屏幕下方的脉搏波传感器采集经过手指返回的光以得到PPG信号，同时屏幕下方的压力传感器同步记录下压力信号，处理器根据PPG信号和压力信号采用前述的校准方法对PPG信号或初始生物信息进行校准，以得到用户的血压。
在采用屏下指纹传感器的测量设备中，还可以通过采集的指纹图像来提示用户调整测量部位的按压状态。即，根据指纹图像确定测量部位的按压状态；根据按压状态输出提示信息，提示信息用于提示用户调整测量部位的按压状态。
在一种实施方式中，根据指纹图像的像素值，确定测量部位的按压面积。示例的，指纹图像中像素点的像素值超过像素阈值时，确定该像素点的位置未被按压，采用这种方法可以确定指纹图像中的按压区和非按压区，从而确定测量部位的按压面积，若测量部位的按压面积较小，可以提示用户调整测量部位的按压面积。示例的，还可以根据指纹图像边缘的像素点的像素值变化，确定测量部位是否翘起。以手指为例，若测量过程中用户将手指指腹右侧翘起，则在采集到的指纹图像中，右侧边缘的像素点的像素值会呈现出缓慢渐变的变化趋势，从而可以根据指纹图像边缘的像素点的像素值变化规律，确定手指是否翘起，进而可以提示用户保持按压。
在一种实施方式中，从指纹图像中提取特征点，根据特征点与屏下指纹传感器的相对位置，确定手指的按压位置和按压角度。该特征点可以为指纹中心点，示例的，可以根据指纹中心点与屏下指纹传感器的中心点之间的距离和/或方向，确定手指的按压位置和按压角度，在指纹中心点与屏下指纹传感器的中心点之间的距离在预设距离之外，或者方向不在预设方向时，提示用户调整手指。
在上述任一实施例的基础上，本申请实施例的方法还可以进一步提高生物信息的准确度。在获取到PPG信号和压力信号之后，除了根据压力信号对PPG信号或初始生物信息进行校准，以确定被测对象的生物信息之外，还可以根据压力信号和PPG信号，获得PPG信号随压力信号变化的波形，根据PPG信号随压力信号变化的波形确定被测对象的第一生物信息；利用第一生物信息对生物信息进行更新，更新后的生物信息作为被测对象的生物信息。
其中，用户进行生物信息测量时，测量部位的压力信号和PPG信号均是随时间变化的信号，因此，在时间相对应的前提下，可以获得PPG信号随压力变化的波形。示例的，可以按照压力由大变小的顺序，或者是由小变大的顺序，排列不同压力下对应的PPG信号，形成PPG信号的包络信号，根据该包络信号确定第一生物信息。示例的，可以提取压力信号的每个压力点对应的PPG信号的峰-峰幅度，得到PPG信号的峰-峰幅度随压力信号变化的波形，进而确定第一生物信息。在确定第一生物信息后，可以采用将前述的生物信息和第一生物信息进行加权平均等方式，对前述的生物信息进行更新，得到更新后的生物信息。
根据PPG信号随压力信号变化的波形确定第一生物信息，也就是采用手指按压法确定的第一生物信息具有较高的准确性，利用第一生物信息对生物信息进行更新，可以提高生物信息测量结果的准确性。对于用户来说，用户通过一次操作即可获得准确度更高的生物信息测量结果，方便用户操作，用户体验更好。
上述实施例中以图6和图7为例对测量设备的结构进行了示例。需要说明的是，组成脉搏波传感器的光源和光电探测器的设置方式可以是多样的。光源可以是单路光源也可以是多路光源，光源可以是红光、红外、绿光等，也可以是混合光源如白光。光电探测器可以是单个、多个也可以是阵列，同时，阵列的形状也可以是多样的。示例的，如图11所示为双光源和双光电探测器的测量设备的结构示意图。
在一种实施方式中，如图12所示，还可设置透镜来调整光路以满足需求，透镜可以是凸透镜、凹透镜、菲涅尔透镜等，透镜可以被设置在光源上方也可以设置在PD上方，视采集信号所需进行调整，透镜数量也可以根据需求改变。
在一种实施方式中，如图13所示，对压力信号进行采集的实现方式也可以是多种的，压力传感器既可以被布置在脉搏波传感器的下方，也可以被布置在脉搏波传感器的上方或与基板并行布置，同时也可以使用电容触摸屏进行压力检测。
图14为本申请一实施例提供的生物信息测量装置的结构示意图。如图14所示，生物信息测量装置140包括：
处理器143，用于获取被测对象的测量部位的压力信号以及压力信号对应的光电容积脉搏波描记PPG信号，根据压力信号对PPG信号进行校准，校准后的PPG信号用于确定被测对象的生物信息，或者根据压力信号对初始生物信息进行校准，初始生物信息为根据PPG信号确定的，校准后的初始生物信息作为被测对象的生物信息。
在一种实施方式中，处理器143用于：
根据预设的第一对应关系确定PPG信号的特征值的实际偏差，预设的第一对应关系为PPG信号的特征值的偏差和压力信号之间的对应关系；
根据PPG信号的特征值的实际偏差，对PPG信号进行校准，校准后的PPG信号用于基于脉搏波波形分析法确定被测对象的生物信息。
在一种实施方式中，处理器143用于：
使用PPG信号，采用脉搏波波形分析法计算初始生物信息；
根据预设的第二对应关系确定初始生物信息的实际偏差，预设的第二对应关系为初始生物信息的偏差和压力信号之间的对应关系；
根据初始生物信息的实际偏差，对初始生物信息进行校准。
在一种实施方式中，处理器143还用于：
控制电子设备的屏幕自带的光源向测量部位发光；
通过屏下指纹传感器144采集光经过测量部位后返回的光并根据返回的光得到测量部位的指纹图像；
若指纹图像的质量参数不达标，开启屏幕自带的光源之外的其它光源，以增强PPG信号的质量。
在一种实施方式中，指纹图像的质量参数包括指纹图像的信噪比、信干比或指纹线条连续度中的至少一项。
在一种实施方式中，装置还包括：与处理器143电连接的脉搏波传感器141141；脉搏波传感器141141用于采集PPG信号。
在一种实施方式中，装置还包括：还包括与处理器143电连接的压力传感器142；压力传感器142用于采集压力信号。
在一种实施方式中，装置还包括：基板和位于基板上的屏下指纹传感器144，屏下指纹传感器144与处理器143电连接，屏下指纹传感器144用于采集指纹图像；
脉搏波传感器141141位于基板上，压力传感器142位于基板底部。
在一种实施方式中，装置还包括位于基板上的屏幕自带的光源之外的其它光源。
在一种实施方式中，处理器143还用于：
根据指纹图像确定测量部位的按压状态；
根据按压状态，输出提示信息，提示信息用于提示用户调整测量部位的按压状态。
在一种实施方式中，按压状态包括按压面积，处理器143用于：
根据指纹图像的像素值，确定测量部位的按压面积。
在一种实施方式中，按压状态包括按压位置和按压角度，处理器143用于：
从指纹图像中提取特征点，根据特征点与屏下指纹传感器144的相对位置，确定测量部位的按压位置和按压角度。
在一种实施方式中，处理器143用于：
确定压力信号对应的压强，根据压力信号对应的压强对PPG信号进行校准，校准后的PPG信号用于确定被测对象的血压。
在一种实施方式中，处理器143用于：
确定压力信号对应的压强，根据压力信号对应的压强对初始生物信息进行校准，校准后的初始生物信息为被测对象的血压。
在一种实施方式中，处理器143还用于：
确定压力信号和预设压力之间的差值；
根据差值确定生物信息的置信度，置信度和差值呈负相关。
在一种实施方式中，处理器143还用于：
根据压力信号和PPG信号，获得PPG信号随压力信号变化的波形，根据PPG信号随压力信号变化的波形确定被测对象的第一生物信息；
利用第一生物信息对生物信息进行更新，更新后的生物信息作为测量对象的生物信息。
本申请实施例提供的生物信息测量装置可用于实现上述任一方法实施例中的生物信息测量方法，其实现原理和计算效果类似，此处不再赘述。
本申请实施例提供一种电子设备，包括上述实施例中的生物信息测量装置。
在一种实施方式中，电子设备的屏幕为有机发光二极管(OrganicLight-EmittingDiode，OLED)屏。
图15为本申请一实施例提供的电子设备的结构示意图。如图15所示，电子设备150包括存储器151和处理器152，存储器151和处理器152可以通过总线153连接。
存储器151用于存储计算机程序。
处理器152用于在计算机程序被执行时，实现上述方法实施例中的生物信息测量方法。
可选的，该电子设备可以是手机、智能可穿戴设备等。
本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，实现上述方法实施例中的生物信息测量方法。
本申请实施例还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述方法实施例中的生物信息测量方法。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、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：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。
Claims (29)
1.一种生物信息测量方法，用于电子设备，其特征在于，所述生物信息测量方法包括：
获取被测对象的测量部位的压力信号以及所述压力信号对应的光电容积脉搏波描记PPG信号；
根据所述压力信号对所述PPG信号进行校准，校准后的PPG信号用于确定所述被测对象的生物信息；或者根据所述压力信号对初始生物信息进行校准，所述初始生物信息为根据所述PPG信号确定的，校准后的初始生物信息作为所述被测对象的生物信息。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述压力信号对所述PPG信号进行校准，校准后的PPG信号用于确定所述被测对象的生物信息，包括：
根据预设的第一对应关系确定所述PPG信号的特征值的实际偏差，所述预设的第一对应关系为PPG信号的特征值的偏差和压力信号之间的对应关系；
根据所述PPG信号的特征值的实际偏差，对所述PPG信号进行校准，校准后的PPG信号用于基于脉搏波波形分析法确定所述被测对象的生物信息。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述压力信号对初始生物信息进行校准，包括：
使用所述PPG信号，采用脉搏波波形分析法计算初始生物信息；
根据预设的第二对应关系确定所述初始生物信息的实际偏差，所述预设的第二对应关系为初始生物信息的偏差和压力信号之间的对应关系；
根据所述初始生物信息的实际偏差，对所述初始生物信息进行校准。
4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述获取被测对象的测量部位的压力信号以及所述压力信号对应的光电容积脉搏波描记PPG信号之前，还包括：
控制所述电子设备的屏幕自带的光源向所述测量部位发光；
通过屏下指纹传感器采集光经过所述测量部位后返回的光并根据所述返回的光得到所述测量部位的指纹图像；
若所述指纹图像的质量参数不达标，开启所述屏幕自带的光源之外的其它光源，以增强所述PPG信号的质量。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述指纹图像的质量参数包括所述指纹图像的信噪比、信干比或指纹线条连续度中的至少一项。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述屏幕自带的光源为红光或绿光中的至少一种，所述屏幕自带的光源之外的其它光源为红外光、红光或绿光中的至少一种。
7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据所述指纹图像确定所述测量部位的按压状态；
根据所述按压状态，输出提示信息，所述提示信息用于提示用户调整所述采集部位的按压状态。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述按压状态包括按压面积，所述根据所述指纹图像确定所述测量部位的按压状态，包括：
根据所述指纹图像的像素值，确定所述测量部位的按压面积。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述按压状态包括按压位置和按压角度，所述根据所述指纹图像确定所述测量部位的按压状态，包括：
从所述指纹图像中提取特征点，根据所述特征点与所述屏下指纹传感器的相对位置，确定所述测量部位的按压位置和按压角度。
10.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述压力信号对所述PPG信号进行校准，包括：
确定所述压力信号对应的压强，根据所述压力信号对应的压强对所述PPG信号进行校准，校准后的PPG信号用于确定所述被测对象的血压；
所述根据所述压力信号对初始生物信息进行校准，包括：
确定所述压力信号对应的压强，根据所述压力信号对应的压强对所述初始生物信息进行校准，校准后的初始生物信息为所述被测对象的血压。
11.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
确定所述压力信号和预设压力之间的差值；
根据所述差值确定所述生物信息的置信度，所述置信度和所述差值呈负相关。
12.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据所述压力信号和所述PPG信号，获得所述PPG信号随所述压力信号变化的波形，根据所述PPG信号随所述压力信号变化的波形确定所述被测对象的第一生物信息；
利用所述第一生物信息对所述生物信息进行更新，更新后的生物信息作为所述测量对象的生物信息。
13.一种生物信息测量装置，用于电子设备，其特征在于，所述生物信息测量装置包括处理器；
所述处理器，用于获取被测对象的测量部位的压力信号以及所述压力信号对应的光电容积脉搏波描记PPG信号，根据所述压力信号对所述PPG信号进行校准，校准后的PPG信号用于确定所述被测对象的生物信息，或者根据所述压力信号对初始生物信息进行校准，所述初始生物信息为根据所述PPG信号确定的，校准后的初始生物信息作为所述被测对象的生物信息。
14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述处理器还用于：
控制所述电子设备的屏幕自带的光源向所述测量部位发光；
通过屏下指纹传感器采集光经过所述测量部位后返回的光并根据所述返回的光得到所述测量部位的指纹图像；
若所述指纹图像的质量参数不达标，开启所述屏幕自带的光源之外的其它光源，以增强所述PPG信号的质量。
15.根据权利要求14所述的装置，其特征在于，所述指纹图像的质量参数包括所述指纹图像的信噪比、信干比或指纹线条连续度中的至少一项。
16.根据权利要求13-15任一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：与所述处理器电连接的脉搏波传感器；所述脉搏波传感器用于采集所述PPG信号。
17.根据权利要求16所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：与所述处理器电连接的压力传感器；所述压力传感器用于采集所述压力信号。
18.根据权利要求17所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：基板和位于所述基板上的屏下指纹传感器，所述屏下指纹传感器与所述处理器电连接，所述屏下指纹传感器用于采集指纹图像；
所述脉搏波传感器位于所述基板上，所述压力传感器位于所述基板底部。
19.根据权利要求18所述的装置，其特征在于，所述装置还包括位于所述基板上的所述电子设备的屏幕自带的光源之外的其它光源。
20.根据权利要求14所述的装置，其特征在于，所述处理器还用于：
根据所述指纹图像确定所述测量部位的按压状态；
根据所述按压状态，输出提示信息，所述提示信息用于提示用户调整所述测量部位的按压状态。
21.根据权利要求20所述的装置，其特征在于，所述按压状态包括按压面积，所述处理器用于：
根据所述指纹图像的像素值，确定所述测量部位的按压面积。
22.根据权利要求20所述的装置，其特征在于，所述按压状态包括按压位置和按压角度，所述处理器用于：
从所述指纹图像中提取特征点，根据所述特征点与所述屏下指纹传感器的相对位置，确定所述测量部位的按压位置和按压角度。
23.根据权利要求13-15任一项所述的装置，其特征在于，所述处理器用于：
确定所述压力信号对应的压强，根据所述压力信号对应的压强对所述PPG信号进行校准，校准后的PPG信号用于确定所述被测对象的血压；或者根据所述压力信号对应的压强对所述初始生物信息进行校准，校准后的初始生物信息为所述被测对象的血压。
24.根据权利要求13-15任一项所述的装置，其特征在于，所述处理器还用于：
确定所述压力信号和预设压力之间的差值；
根据所述差值确定所述生物信息的置信度，所述置信度和所述差值呈负相关。
25.根据权利要求13-15任一项所述的装置，其特征在于，所述处理器还用于：
根据所述压力信号和所述PPG信号，获得所述PPG信号随所述压力信号变化的波形，根据所述PPG信号随所述压力信号变化的波形确定所述被测对象的第一生物信息；
利用所述第一生物信息对所述生物信息进行更新，更新后的生物信息作为所述测量对象的生物信息。
26.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求13-25任一项所述的生物信息测量装置。
27.根据权利要求26所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备的屏幕为有机发光二极管OLED屏。
28.一种计算机可读存储介质，其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执行时，实现如上述权利要求1-12中任一项所述的方法。
29.一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-12中任一项所述的方法。
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