CN113712517A - Ppg信号的测量方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种PPG信号的测量方法，基于设置有PPG传感器的终端；所述方法包括：通过PPG传感器采集初始PPG信号，确定与初始PPG信号对应的初始PPG波形；获取初始PPG波形的目标特征数据；判断目标特征数据是否满足预设的特征标准条件；在目标特征数据不满足预设的特征标准条件的情况下，根据目标特征数据生成按压力度调节的提示信息，按压力度调节的提示信息用于提示用户增大或减小与PPG传感器对应的按压力度；在目标特征数据满足预设的特征标准条件的情况下，将初始PPG波形作为目标PPG波形。此外，本发明实施例还公开了一种PPG信号的测量装置、智能可穿戴设备及计算机可读存储介质。采用本发明，可提高PPG信号测量的准确性和完整性。
Description
技术领域
本发明涉及可穿戴设备技术领域和信号测量技术领域，尤其涉及一种PPG信号的测量方法、装置、智能可穿戴设备及计算机可读存储介质。
背景技术
随着智能可穿戴设备的逐渐普及，越来越多的厂商在智能可穿戴设备(例如智能手表)上集成了各种传感器，用来测量佩戴者的生理参数，以对用户的身体情况进行检测和监控。例如，在智能手表上设置PPG(photoplethysmograph，利用光电容积描记)传感器，用来测量佩戴者的血压、心率、血氧等数据。
PPG传感器的原理是通过LED(Light Emitting Diode，发光二极管)发射红外光、红光或绿光照射人体皮肤，然后通过PD(Photo-Diode，光电二极管)采集由人体皮肤反射、散射的信号，测量由血流引起的反射光强度的变化，从而得到脉搏波形，并从中提取有效信号来计算心率、血压、血氧等人体生理参数。但是，在PPG传感器的测量过程中，因为智能手表等智能可穿戴设备的佩戴压力、或者手指按压PPG传感器的力度都会引起相应的测量位置的血流速度。如果按压力度过大，会影响血流速度甚至阻断手指处的血流，从而导致脉搏波信号的测量受到影响；如果按压力度过小，可能造成人体与PPG传感器的接触面积无法覆盖PPG传感器，使得有环境光进入到PD导致漏光，造成脉搏波信号杂乱。
也就是说，在PPG传感器测量脉搏波信号从而来对佩戴者的生理信号进行测量的相关技术方案中，因为无法对按压力度进行较好的控制，从而导致了通过PPG传感器测量得到的脉搏波信号的准确度不足，进一步的造成了根据根据该脉搏波信号计算佩戴者的人体生理参数的准确度不足。
发明内容
基于此，有必要针对上述问题，提出了一种PPG信号的测量方法、装置、智能可穿戴设备及计算机可读存储介质。
一种PPG信号的测量方法，所述方法基于设置有PPG传感器的终端；
所述方法包括：
通过所述PPG传感器采集初始PPG信号，确定与所述初始PPG信号对应的初始PPG波形；
获取所述初始PPG波形的目标特征数据；
判断所述目标特征数据是否满足预设的特征标准条件；
在所述目标特征数据不满足预设的特征标准条件的情况下，根据所述目标特征数据生成按压力度调节的提示信息，所述按压力度调节的提示信息用于提示用户增大或减小与所述PPG传感器对应的按压力度；
在所述目标特征数据满足预设的特征标准条件的情况下，将所述初始PPG波形作为目标PPG波形。
其中，所述获取所述初始PPG波形的目标特征数据的步骤，还包括：
按照预设的特征提取算法，提取所述初始PPG波形对应的至少一个特征点、特征点数量、平均曲率、折点数量、拐点数量、峰值点数量、振幅特征、平均振幅、收缩期起始点、重博波、主波波峰中的一个或多个作为所述目标特征数据。
其中，所述判断所述目标特征数据是否满足预设的特征标准条件的步骤，还包括：
判断所述特征点数量是否满足预设的特征点阈值区间，若是，则判定所述目标特征数据满足预设的特征标准条件；
和/或，判断所述平均曲率是否满足预设的曲率阈值区间，若是，则判定所述目标特征数据满足预设的特征标准条件；
和/或，判断所述振幅特征和/或平均振幅是否满足预设的振幅阈值区间，若是，则判定所述目标特征数据满足预设的特征标准条件。
其中，所述根据所述目标特征数据生成按压力度调节的提示信息，所述按压力度调节的提示信息用于提示用户增大或减小与所述PPG传感器对应的按压力度的步骤，还包括：
在所述目标特征数据不满足预设的特征标准条件的情况下，根据所述目标特征数据与所述特征标准条件之间的比对关系，确定与所述比对关系对应的按压力度调节的提示信息；
其中，所述比对关系包括第一比对关系和第二比对关系，所述按压力度调节的提示信息包括与所述第一比对关系对应的第一按压力度提示信息和与所述第二比对关系对应的第二按压力度提示信息；所述第一按压力度提示信息用于提示增大与所述PPG传感器对应的按压力度，所述第二按压力度提示信息用于提示减小与所述PPG传感器对应的按压力度；
所述第一比对关系包括所述特征点数量大于所述预设的特征点阈值区间、所述平均曲率大于预设的曲率阈值区间、所述振幅特征和/或平均振幅大于预设的振幅阈值区间中的一个或多个；所述第二比对关系包括所述特征点数量小于所述预设的特征点阈值区间、所述平均曲率小于预设的曲率阈值区间、所述振幅特征和/或平均振幅小于预设的振幅阈值区间中的一个或多个。
其中，所述按压力度调节的提示信息还包括调节幅度参考值；
所述根据所述目标特征数据与所述特征标准条件之间的比对关系，确定与所述比对关系对应的按压力度调节的提示信息的步骤，还包括：
确定所述目标特征数据与所述特征标准条件之间的差异量化值，根据所述差异量化值确定所述调节幅度参考值。
其中，所述终端还设置有显示屏；
所述根据所述差异量化值确定所述调节幅度参考值的步骤之后，还包括：
基于所述显示屏的预设的进度条组件，展示与所述调节幅度参考值，以展示所述按压力度调节的提示信息。
其中，所述将所述初始PPG波形作为目标PPG波形的步骤之后，还包括：
根据所述目标PPG波形计算预设的特征值，所述特征值包括心率、血压、血氧中的一个或多个；
在所述显示屏上预设的显示区域中展示所述特征值和/或所述目标PPG波形。
其中，所述确定与所述初始PPG信号对应的初始PPG波形的步骤，还包括：
根据所述初始PPG信号，按照预设的波形生成方法，生成与所述初始PPG信号对应的初始PPG波形；
或，
按照预设的预处理方法，对所述初始PPG信号进行预处理，按照预设的波形生成方法，生成与所述预处理后的初始PPG信号对应的初始PPG波形，所述预处理包括去噪处理和/或平滑处理。
其中，所述按照预设的波形生成方法，生成与所述初始PPG信号对应的初始PPG波形的步骤，还包括：
确定与所述初始PPG波形的补偿参数；
根据所述补偿参数对所述初始PPG波形进行补偿校正，将所述补偿校正之后的PPG波形作为所述初始PPG波形。
一种PPG信号的测量装置，基于设置有PPG传感器的终端；
所述装置包括：
PPG波形采集单元，用于通过所述PPG传感器采集初始PPG信号，确定与所述初始PPG信号对应的初始PPG波形；
特征数据提取单元，用于获取所述初始PPG波形的目标特征数据；
判断单元，用于判断所述目标特征数据是否满足预设的特征标准条件；
按压力度调节单元，用于在所述目标特征数据不满足预设的特征标准条件的情况下，根据所述目标特征数据生成按压力度调节的提示信息，所述按压力度调节的提示信息用于提示用户增大或减小与所述PPG传感器对应的按压力度；
PPG波形确定单元，用于在所述目标特征数据满足预设的特征标准条件的情况下，将所述初始PPG波形作为目标PPG波形。
一种智能可穿戴设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行以下步骤：
通过所述PPG传感器采集初始PPG信号，确定与所述初始PPG信号对应的初始PPG波形；
获取所述初始PPG波形的目标特征数据；
判断所述目标特征数据是否满足预设的特征标准条件；
在所述目标特征数据不满足预设的特征标准条件的情况下，根据所述目标特征数据生成按压力度调节的提示信息，所述按压力度调节的提示信息用于提示用户增大或减小与所述PPG传感器对应的按压力度；
在所述目标特征数据满足预设的特征标准条件的情况下，将所述初始PPG波形作为目标PPG波形。
一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行以下步骤：
通过所述PPG传感器采集初始PPG信号，确定与所述初始PPG信号对应的初始PPG波形；
获取所述初始PPG波形的目标特征数据；
判断所述目标特征数据是否满足预设的特征标准条件；
在所述目标特征数据不满足预设的特征标准条件的情况下，根据所述目标特征数据生成按压力度调节的提示信息，所述按压力度调节的提示信息用于提示用户增大或减小与所述PPG传感器对应的按压力度；
在所述目标特征数据满足预设的特征标准条件的情况下，将所述初始PPG波形作为目标PPG波形。
采用本发明实施例，具有如下有益效果：
采用了上述PPG信号的测量方法、装置、智能可穿戴设备及计算机可读存储介质之后，在通过PPG传感器测量用户的PPG信号的过程中，根据测量得到的PPG信号确定对应的PPG波形，然后对PPG波形进行特征分析，以确定PPG波形的特征是否满足预设的特征标准条件，只有在PPG波形的特征满足预设的特征标准条件的情况下，才将对应的PPG波形作为目标PPG波形，反之，在PPG波形的特征不满足预设的特征标准条件的情况下，认为在通过PPG传感器测量用户的PPG信号的过程中PPG传感器与人体之间的按压力度过大或过小，需要进行调整，在这种情况下，根据PPG波形的特征来生成按压力度调节的提示信息，以提示用户调整PPG传感器与人体之间的按压力度的大小，从而重新对PPG信号进行测量，以获取满足预设的特征标准条件的PPG信号，完成对用户的PPG信号的测量。
也就是说，在本发明实施例中，通过对测量得到的PPG波形进行特征分析，以确定PPG传感器与人体之间的按压力度是否合适，并且在按压力度过大或多小的时候提醒用户进行调整，从而避免了测量得到的PPG信号存在特征不全的情况，提高了PPG信号测量的准确性和完整性，提高了后续根据PPG信号进行进一步的分析的分析准确性，提升了用户体验。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
其中：
图1为一个实施例中一种PPG信号的测量方法的流程示意图；
图2为一个实施例中进度条组件展示的示意图；
图3为一个实施例中显示界面示意图；
图4为一个实施例中一种PPG信号的测量装置的结构示意图；
图5为运行上述PPG信号的测量方法的计算机设备的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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作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。
为了解决上述因为佩戴压力或按压力度影响PPG传感器测量脉搏波信号的准确度的技术问题，在本实施例中，提供了一种PPG信号的测量方法，对测量得到的PPG信号进行特征分析，以在特征不满足要求的情况下提示用户改变佩戴压力或按压力度，从而获取满足要求的PPG信号和PPG波形，以提高PPG信号和PPG波形测量的准确度和完整度。
具体的，请参见图1，图1提供了一种PPG信号的测量方法的流程示意图。
需要说明的是，在本实施例中，PPG信号的测量方法的实现是基于设置有PPG传感器的终端，例如智能手表等智能可穿戴设备，也可以是其它设置有PPG传感器的对用户的生理参数进行测量的终端设备。其中。PPG信号是指根据PPG传感器测量得到的信号，可以为脉搏波信号或者是包括脉搏波信号的组合信号。
在本实施例中，PPG传感器可以设置在智能可穿戴设备与人体的接触面，例如，智能手表的背面，在用户佩戴智能可穿戴设备的情况下，PPG传感器与人体接触，从而可以测量用户的相关生理参数。在这种情况下，佩戴压力(PPG传感器相对于人体外表皮肤的按压力度)的大小会影响PPG信号的测量。在另一个实施例中，PPG传感器还可以设置与智能可穿戴设备的外部，例如，智能手表的侧面或正面，用户可以通过用手指接触或按压PPG传感器，从而测量用户的相关生理参数。在这种情况下，手指的按压力度会影响PPG信号的测量。
在本实施例中，通过对测量得到的PPG信号的分析，以确定测量得到的PPG信号是否符合条件，然后确定是否需要提示用户调整按压力度(包括佩戴压力对应的按压力度和手指的按压力度)。在方便描述，在后面的描述中，以手指按压传感器的按压力度进行说明，但是用户佩戴智能可穿戴设备的佩戴压力对应的按压力度也包含在内。
具体的，请参见图1，上述PPG信号的测量方法包括如图1所示的步骤S102-S110：
步骤S102：通过所述PPG传感器采集初始PPG信号，确定与所述初始PPG信号对应的初始PPG波形。
在PPG传感器接触人体皮肤的情况下，通过LED发射红外光、红光或绿光照射到人体皮肤，通过PD采集有人体皮肤反射、散射的信号，得到对应的初始PPG信号，PPG信号即为测量得到的脉搏波信号(在另一个实施例中，PPG信号还可以为包含测量得到的脉搏波信号的组合信号)。对PPG信号进行处理，可以生成对应的波形，即生成与初始PPG信号对应的初始PPG波形。其中，PPG波形为与PPG信号对应的波形展示，例如，为与脉搏波信号对应的脉搏波波形，也可以为包括脉搏波波形在内的组合波形。在本实施例中，初始PPG波形可以用于展示，以使用户根据初始PPG波形了解相应的生理信号变化，或者，初始PPG波形还可以用于计算用户对应的生理参数，例如，根据初始PPG波形计算用户的心率或血压等生理参数。
具体的，根据所述初始PPG信号，按照预设的波形生成方法，生成与所述初始PPG信号对应的初始PPG波形。或者，在其它实施例中，还需要对初始PPG信号进行预处理，以提高初始PPG信号的信号质量。具体的，按照预设的预处理方法，对所述初始PPG信号进行预处理，按照预设的波形生成方法，生成与所述预处理后的初始PPG信号对应的初始PPG波形，所述预处理包括去噪处理和/或平滑处理。需要说明的是，前述预处理不限于去噪处理和/或平滑处理。
在另一个实施例中，为了减少不同的按压情况对于PPG信号测量的影响，在生成PPG波形的情况下，还可以对初始PPG波形进行一定的补偿和校正，以得到补偿校正之后的更为优化的PPG波形。
在一个具体的实施例中，上述根据初始PPG信号生成初始PPG波形之后，还需要确定与初始PPG波形的补偿参数；然后根据补偿参数对初始PPG波形进行补偿校正，将补偿校正之后的PPG波形作为更新之后的初始PPG波形。其中，补偿参数的确定可以是根据另外设置的压力传感器检测到的压力进行确定的，也可以是对测量得到的PPG波形对按压力度进行分析所确定的补偿参数。需要说明的是，在本实施例中，对PPG波形进行补偿和校正可以避免PPG信号稍弱或稍强的情况下的PPG波形的校正，减少不同的佩戴情况或手指按压情况对PPG波形的影响，进一步的提高PPG信号测量的准确度。
步骤S104：获取所述初始PPG波形的目标特征数据。
初始PPG波形的特征数据包括特征点、特征点数量、平均曲率、峰值点数量、振幅特征、平均振幅、收缩期起始点、重博波、主波波峰等中的一个或多个，在具体的实施中，可以根据对PPG波形分析的需求来确定采用哪一个或哪些特征数据。具体提取初始PPG波形的特征数据的过程，是按照预设的特征提取算法，提取初始PPG波形对应的至少一个特征点、特征点数量、折点数量、拐点数量、平均曲率、峰值点数量、振幅特征、平均振幅、收缩期起始点、重博波、主波波峰中的一个或多个，然后将提取到的特征数据作为目标特征数据。
其中，特征点包括拐点、折点等，特征点数量为拐点、折点等特征点的数量，特征点或特征点数量可以确定PPG波形的特征变化点，在正常情况下，PPG波形的特征点以及特征点的数量应该是在一定范围之内的。峰值点数量为PPG波形中峰值对应的点的数量，在正常情况下，PPG波形的峰值点数量应该保持在一定的范围之类。
平均曲率为PPG波形的曲线对应的曲率计算得到的平均值，在正常情况下，PPG波形的曲率会保持在一定范围内。振幅特征为PPG波形对应的振幅大小、以及针对应的振幅变化特征，平均振幅为PPG波形对应的振幅大小的平均值，在正常去情况下，振幅特征或平均振幅均应该保持在一定范围之类。
心动周期为心脏一次收缩和舒张构成的一个机械活动周期，其中的收缩期就包括心室收缩期，收缩期起始点即为对应的心室收缩期的起始点。正常情况下，重博波、主波波峰是可见的，如果重博波、主波波峰不可见则说明测量不准确或者用户存在对应的病变。
步骤S106：判断所述目标特征数据是否满足预设的特征标准条件；
若是，则执行步骤S108：在所述目标特征数据满足预设的特征标准条件的情况下，将所述初始PPG波形作为目标PPG波形；
若否，则执行步骤S110：根据所述目标特征数据生成按压力度调节的提示信息，所述按压力度调节的提示信息用于提示用户增大或减小与所述PPG传感器对应的按压力度。
如果目标特征数据满足预设的特征标准数据，则说明当前测量得到的初始PPG波形可以作为目标PPG波形，并进行后续的生理参数的计算和用户身体状况的监测。如果目标特征数据不满足预设的特征标准数据，则说明当前测量得到的初始PPG波形不能作为目标PPG波形以及后续的生理参数的计算和用户身体状况的检测，需要重新进行测量。在本实施例中，初始PPG波形不满足预设的特征标准条件主要是因为与PPG传感器对应的按压力度过大或多小引起的，因此，需要用户重新调整与PPG传感器之间的按压力度，从而来获取满足预设特征标准条件的目标PPG波形以及获取更好更完整的目标PPG波形。
具体的，判断所述目标特征数据是否满足预设的特征标准条件的过程可以根据不同的特征数据以及对应的特征标准条件之间的关系进行判断。
特征点数量在一定范围内的情况下(特征点数量满足预设的特征点阈值区间)，初始PPG波形被判定为满足预设的特征标准条件，反之，如果特征点数量不在一定的范围之内(过大或过小)，则判定初始PPG波形被判定为满足预设的特征标准条件。
平均曲率在一定范围内的情况下(平均曲率满足预设的曲率阈值区间)，初始PPG波形被判定为满足预设的特征标准条件，反之，如果平均曲率不在一定的范围之内的情况下(过大或过小)，则判定初始PPG波形不满足预设的特征标准条件。
振幅特征和/或平均振幅在一定范围内的情况下(振幅特征和/或平均振幅满足预设的振幅阈值区间)，初始PPG波形被判定为满足预设的特征标准条件，反之，如果振幅特征和/或平均振幅不在一定范围内的情况下(过大或过小)，则判定初始PPG波形不满足预设的特征标准条件。
在其它实施例中，还可以针对上述特征点、折点数量、拐点数量、峰值点数量、收缩期起始点、重博波、主波波峰等目标特征数据与预设的特征标准条件之间的对比关系进行进一步的限定，在这里不一一进行详述。
需要说明的是，对于不同的用户，用于判断目标特征数据是否满足预设的特征标准条件中的特征标准条件，还可以根据不同用户进行个性化的设置，例如，不同用户的PPG波形对应的特征点数量以及振幅在一定的范围内存在一定的差异，如果按照统一的标准进行判断，对于不同身体状况的用户可以在测量时也还存在一定的不准确，因此，在本实施例中，为了提高PPG信号测量的准确性，在步骤S106之前，还需要获取用户个性化参数，根据所述个性化参数来确定所述预设的特征标准条件。其中，用户个性化参数包括年龄、性别、身高、体重、体检数据以及历史PPG检测数据等中的一个或多个。
在初始PPG波形提取的目标特征数据不满足预设的特征标准条件的情况下，说明当前的PPG信号测量存在问题，需要进行调整。如前所述，PPG信号测量的不准确的原因包括按压力度过大或过小，因此，在本实施例中，根据所述目标特征数据生成按压力度调节的提示信息，用以提示用户进行按压力度的调整。但是，是增大按压力度还是减少按压力度，需要根据目标特征数据进行具体的确定。
具体的，在所述目标特征数据不满足预设的特征标准条件的情况下，根据所述目标特征数据与所述特征标准条件之间的比对关系，确定与所述比对关系对应的按压力度调节的提示信息；其中，所述比对关系包括第一比对关系和第二比对关系，所述按压力度调节的提示信息包括与所述第一比对关系对应的第一按压力度提示信息和与所述第二比对关系对应的第二按压力度提示信息；所述第一按压力度提示信息用于提示增大与所述PPG传感器对应的按压力度，所述第二按压力度提示信息用于提示减小与所述PPG传感器对应的按压力度；所述第一比对关系包括所述特征点数量大于所述预设的特征点阈值区间、所述平均曲率大于预设的曲率阈值区间、所述振幅特征和/或平均振幅大于预设的振幅阈值区间中的一个或多个；所述第二比对关系包括所述特征点数量小于所述预设的特征点阈值区间、所述平均曲率小于预设的曲率阈值区间、所述振幅特征和/或平均振幅小于预设的振幅阈值区间中的一个或多个。
例如，特征点数量大于预设的特征点阈值区间的情况下，认为目标特征数据与特征标准条件之间满足第一比对关系，在这种情况下，生成的提示信息为第一按压力度提示信息，用于提示增大与所述PPG传感器对应的按压力度。例如，特征点数量小于预设的特征点阈值区间的情况下，认为目标特征数据与特征标准条件之间满足第二比对关系，在这种情况下，生成的提示信息为第二按压力度提示信息，用于提示减小与所述PPG传感器对应的按压力度。
在本实施例中，为了提示用户增大或减小与PPG传感器对应的按压力度，上述第一按压力度提示信息和第二按压力度提示信息的展示可以是以声音、振动或显示屏的形式进行展示。
进一步的，为了提高PPG信号测量的准确性，在展示按压力度调节的提示信息给用户的情况下，还需要告知用户需要调节的幅度，以使得用户可以准确的调整至需要的按压力度，以获取满足要求的PPG信号，即为获取更完整更好的PPG波形，从而提高PPG信号测量的准确性和完整性。
具体的，在生成按压力度调节的提示信息的过程中，根据目标特征数据确定目标特征数据与特征标准条件之间的差异量化值，然后根据根据确定的差异量化值确定调节幅度参考值，然后在展示按压力度调节的提示信息展示该调节幅度参考值。
下面对目标特征数据与特征标准条件之间的差异量化值以及调节幅度参考值的计算进行示例性说明。需要说明的是，目标特征数据与特征标准条件之间的差异量化值以及调节幅度参考值的计算方法不限于下述计算方法，还可以是任意描述目标特征数据与特征标准条件之间的差异情况以及根据差异情况来计算调节幅度参考值的方法，在这里不进行限定。
以特征点数量进行说明。
根据初始PPG波形提取到的特征点数量为N1，特征标准条件中与特征点数量对应的特征点阈值区间为[M1，M2]，如果N1∈[M1，M2]，则说明特征点数量满足特征标准条件，该初始PPG波形可以作为目标PPG波形。进一步的，如果，
则说明特征点数量不满足特征标准条件。在这种情况下，需要计算N1与[M1，M2]之间的差异值E1。
具体的，在N1<M1的情况下：
在N1>M2的情况下：
也就是说，目标特征数据与特征标准条件之间的差异量化值为特征点数量与特征点阈值区间中邻近特征点数量的端点之间的差值与特征点阈值区间的平均值的比值，其中，在N1<M1的情况下，E1<0，对应的是特征值数量过少，需要减少按压力度的情况，在N1>M2的情况下，E1>0，对应的是特征值数量过多，需要增大按压力度的情况。
进一步的，调节幅度参考值的确定过程如下。
首先，对于按压力度的取值范围进行初始化，例如，在可能的按压力度值为(a，b)的情况下，构建按压力度与(-1,1)之间的对应关系，其中，0对应的按压力度最佳的情况，对应的按压力度值c可以根据实验获取。在按压力度在(c-ε，c+ε)的情况下(其中，ε为大于0、小于1的一个常数)，对应的是特征点数量满足特征标准条件，即对应N1∈[M1，M2]。
调节幅度参考值E2的计算如下：
E2＝f(E1)
其中，f(E1)为将差异量化值E1映射到(-1,1)之间的一个对应关系，从而确定调节幅度参考值E2。
也就是说，最终计算确定的调节幅度参考值E2为一个取值为(-1,1)中的值，根据E2的取值的大小，确定应该增大或减小的幅度。例如，如果E2＝-0.5，则说明需要减小按压力度，且减小的调节幅度参考值为-0.5。
进一步的，在展示调节幅度参考值的过程中，可以是以预设的进度条组件进行展示的，并且是在前述终端的显示屏上进行展示的。具体可参见图2，图2给出了以预设的进度条组件展示调节调节幅度参考值。其中，如图2所示的，区间Q2＝[q2，q3]对应(c-ε，c+ε)，表示在按压力度落在该区间内的情况下，不用对按压力度进行调节，区间Q1＝[q1，q2]对应的是按压力度小的情况，q1对应的E2等于或无限接近于1的情况，区间Q3＝[q3，q4]对应的是按压力度过大的情况，q4对应E2等于或无线接近于-1的情况。
在图2所示的应用场景中，根据调节幅度参考值E2的大小，以确定在进度条组件上的取值，然后用进度条的形式提示用户应该对按压力度进行的调整情况。进一步的，在本实施例中，在展示进度条的情况下，还可以通过文字等形式展示其它提示信息，以使得用户可以快速的对按压力度进行调整。
如前所述，在上述智能可穿戴设备等终端上设置有显示屏，可以展示预设的进度条组件以及其他提示信息。进一步的，还可以通过显示屏展示更多的信息。在一个具体的实施例中，在获取初始PPG波形之后，可以在显示屏上预设的显示区域中，展示对应的初始PPG波形，在将初始PPG波形确定为目标PPG波形的情况下，同样的在显示屏上预设的显示区域中，展示目标PPG波形。
进一步的，在确定目标PPG波形之后，根据确定的目标PPG波形计算预设的一种或多种特征值，例如心率、血压、血氧等，然后在显示屏上预设的显示区域中展示计算得到的特征值，从而使得用户可以直接通过显示屏就直观的了解当前的心率、血压等生理参数数据，以了解当前的身体情况。
具体，可参见图3，图3给出了在显示屏上预设的显示区域中展示初始PPG波形/目标PPG波形以及对应的心率、血压、血氧等特征值的一个示例。
进一步的，请参见图4，图4还给出了本发明实施例提供的一种PPG信号的测量装置的结构示意图，其中，该PPG信号的测量装置包括：
PPG波形采集单元102，用于通过所述PPG传感器采集初始PPG信号，确定与所述初始PPG信号对应的初始PPG波形；
特征数据提取单元104，用于获取所述初始PPG波形的目标特征数据；
判断单元106，用于判断所述目标特征数据是否满足预设的特征标准条件；
按压力度调节单元108，用于在所述目标特征数据不满足预设的特征标准条件的情况下，根据所述目标特征数据生成按压力度调节的提示信息，所述按压力度调节的提示信息用于提示用户增大或减小与所述PPG传感器对应的按压力度；
PPG波形确定单元110，用于在所述目标特征数据满足预设的特征标准条件的情况下，将所述初始PPG波形作为目标PPG波形。
其中，特征数据提取单元104还用于按照预设的特征提取算法，提取所述初始PPG波形对应的至少一个特征点、特征点数量、平均曲率、峰值点数量、振幅特征、平均振幅、收缩期起始点、重博波、主波波峰中的一个或多个作为所述目标特征数据。
其中，判断单元106还用于判断所述特征点数量是否满足预设的特征点阈值区间，若是，则判定所述目标特征数据满足预设的特征标准条件；和/或，判断所述平均曲率是否满足预设的曲率阈值区间，若是，则判定所述目标特征数据满足预设的特征标准条件；和/或，判断所述振幅特征和/或平均振幅是否满足预设的振幅阈值区间，若是，则判定所述目标特征数据满足预设的特征标准条件。
其中，按压力度调节单元108还用于在所述目标特征数据不满足预设的特征标准条件的情况下，根据所述目标特征数据与所述特征标准条件之间的比对关系，确定与所述比对关系对应的按压力度调节的提示信息；其中，所述比对关系包括第一比对关系和第二比对关系，所述按压力度调节的提示信息包括与所述第一比对关系对应的第一按压力度提示信息和与所述第二比对关系对应的第二按压力度提示信息；所述第一按压力度提示信息用于提示增大与所述PPG传感器对应的按压力度，所述第二按压力度提示信息用于提示减小与所述PPG传感器对应的按压力度；所述第一比对关系包括所述特征点数量大于所述预设的特征点阈值区间、所述平均曲率大于预设的曲率阈值区间、所述振幅特征和/或平均振幅大于预设的振幅阈值区间中的一个或多个；所述第二比对关系包括所述特征点数量小于所述预设的特征点阈值区间、所述平均曲率小于预设的曲率阈值区间、所述振幅特征和/或平均振幅小于预设的振幅阈值区间中的一个或多个。
其中，所述按压力度调节的提示信息还包括调节幅度参考值；按压力度调节单元108还用于确定所述目标特征数据与所述特征标准条件之间的差异量化值，根据所述差异量化值确定所述调节幅度参考值。
其中，按压力度调节单元108还用于基于预设的进度条组件，展示与所述调节幅度参考值，以展示所述按压力度调节的提示信息。
其中，如图4所示，PPG信号的测量装置还包括特征计算展示单元112，用于根据所述目标PPG波形计算预设的特征值，所述特征值包括心率、血压、血氧中的一个或多个；在预设的显示区域中展示所述特征值和/或所述目标PPG波形。
其中，PPG波形采集单元102还用于根据所述初始PPG信号，按照预设的波形生成方法，生成与所述初始PPG信号对应的初始PPG波形；或，按照预设的预处理方法，对所述初始PPG信号进行预处理，按照预设的波形生成方法，生成与所述预处理后的初始PPG信号对应的初始PPG波形，所述预处理包括去噪处理和/或平滑处理。
其中，PPG波形采集单元102还用于确定与所述初始PPG波形的补偿参数；根据所述补偿参数对所述初始PPG波形进行补偿校正，将所述补偿校正之后的PPG波形作为所述初始PPG波形。
图5示出了一个实施例中计算机设备的内部结构图。该计算机设备具体可以是终端，也可以是服务器。如图5所示，该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器和网络接口。其中，存储器包括非易失性存储介质和内存储器。该计算机设备的非易失性存储介质存储有操作系统，还可存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时，可使得处理器实现PPG信号的测量方法。该内存储器中也可储存有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时，可使得处理器执行PPG信号的测量方法。本领域技术人员可以理解，图5中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
在一个实施例中，提出了一种智能可穿戴设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行以下步骤：
通过所述PPG传感器采集初始PPG信号，确定与所述初始PPG信号对应的初始PPG波形；
获取所述初始PPG波形的目标特征数据；
判断所述目标特征数据是否满足预设的特征标准条件；
在所述目标特征数据不满足预设的特征标准条件的情况下，根据所述目标特征数据生成按压力度调节的提示信息，所述按压力度调节的提示信息用于提示用户增大或减小与所述PPG传感器对应的按压力度；
在所述目标特征数据满足预设的特征标准条件的情况下，将所述初始PPG波形作为目标PPG波形。
在一个实施例中，提出了一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行以下步骤：
通过所述PPG传感器采集初始PPG信号，确定与所述初始PPG信号对应的初始PPG波形；
获取所述初始PPG波形的目标特征数据；
判断所述目标特征数据是否满足预设的特征标准条件；
在所述目标特征数据不满足预设的特征标准条件的情况下，根据所述目标特征数据生成按压力度调节的提示信息，所述按压力度调节的提示信息用于提示用户增大或减小与所述PPG传感器对应的按压力度；
在所述目标特征数据满足预设的特征标准条件的情况下，将所述初始PPG波形作为目标PPG波形。
采用本发明实施例，具有如下有益效果：
采用了上述PPG信号的测量方法、装置、智能可穿戴设备及计算机可读存储介质之后，在通过PPG传感器测量用户的PPG信号的过程中，根据测量得到的PPG信号确定对应的PPG波形，然后对PPG波形进行特征分析，以确定PPG波形的特征是否满足预设的特征标准条件，只有在PPG波形的特征满足预设的特征标准条件的情况下，才将对应的PPG波形作为目标PPG波形，反之，在PPG波形的特征不满足预设的特征标准条件的情况下，认为在通过PPG传感器测量用户的PPG信号的过程中PPG传感器与人体之间的按压力度过大或过小，需要进行调整，在这种情况下，根据PPG波形的特征来生成按压力度调节的提示信息，以提示用户调整PPG传感器与人体之间的按压力度的大小，从而重新对PPG信号进行测量，以获取满足预设的特征标准条件的PPG信号，完成对用户的PPG信号的测量。
也就是说，在本发明实施例中，通过对测量得到的PPG波形进行特征分析，以确定PPG传感器与人体之间的按压力度是否合适，并且在按压力度过大或多小的时候提醒用户进行调整，从而避免了测量得到的PPG信号存在特征不全的情况，提高了PPG信号测量的准确性，提高了后续根据PPG信号进行进一步的分析的分析准确性，提升了用户体验。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (12)
1.一种PPG信号的测量方法，其特征在于，所述方法基于设置有PPG传感器的终端；
所述方法包括：
通过所述PPG传感器采集初始PPG信号，确定与所述初始PPG信号对应的初始PPG波形；
获取所述初始PPG波形的目标特征数据；
判断所述目标特征数据是否满足预设的特征标准条件；
在所述目标特征数据不满足预设的特征标准条件的情况下，根据所述目标特征数据生成按压力度调节的提示信息，所述按压力度调节的提示信息用于提示用户增大或减小与所述PPG传感器对应的按压力度；
在所述目标特征数据满足预设的特征标准条件的情况下，将所述初始PPG波形作为目标PPG波形。
2.根据权利要求1所述的PPG信号的测量方法，其特征在于，所述获取所述初始PPG波形的目标特征数据的步骤，还包括：
按照预设的特征提取算法，提取所述初始PPG波形对应的至少一个特征点、特征点数量、折点数量、拐点数量、平均曲率、峰值点数量、振幅特征、平均振幅、收缩期起始点、重博波、主波波峰中的一个或多个作为所述目标特征数据。
3.根据权利要求2所述的PPG信号的测量方法，其特征在于，所述判断所述目标特征数据是否满足预设的特征标准条件的步骤，还包括：
判断所述特征点数量是否满足预设的特征点阈值区间，若是，则判定所述目标特征数据满足预设的特征标准条件；
和/或，判断所述平均曲率是否满足预设的曲率阈值区间，若是，则判定所述目标特征数据满足预设的特征标准条件；
和/或，判断所述振幅特征和/或平均振幅是否满足预设的振幅阈值区间，若是，则判定所述目标特征数据满足预设的特征标准条件。
4.根据权利要求3所述的PPG信号的测量方法，其特征在于，所述根据所述目标特征数据生成按压力度调节的提示信息，所述按压力度调节的提示信息用于提示用户增大或减小与所述PPG传感器对应的按压力度的步骤，还包括：
在所述目标特征数据不满足预设的特征标准条件的情况下，根据所述目标特征数据与所述特征标准条件之间的比对关系，确定与所述比对关系对应的按压力度调节的提示信息；
其中，所述比对关系包括第一比对关系和第二比对关系，所述按压力度调节的提示信息包括与所述第一比对关系对应的第一按压力度提示信息和与所述第二比对关系对应的第二按压力度提示信息；所述第一按压力度提示信息用于提示增大与所述PPG传感器对应的按压力度，所述第二按压力度提示信息用于提示减小与所述PPG传感器对应的按压力度；
所述第一比对关系包括所述特征点数量大于所述预设的特征点阈值区间、所述平均曲率大于预设的曲率阈值区间、所述振幅特征和/或平均振幅大于预设的振幅阈值区间中的一个或多个；所述第二比对关系包括所述特征点数量小于所述预设的特征点阈值区间、所述平均曲率小于预设的曲率阈值区间、所述振幅特征和/或平均振幅小于预设的振幅阈值区间中的一个或多个。
5.根据权利要求4所述的PPG信号的测量方法，其特征在于，所述按压力度调节的提示信息还包括调节幅度参考值；
所述根据所述目标特征数据与所述特征标准条件之间的比对关系，确定与所述比对关系对应的按压力度调节的提示信息的步骤，还包括：
确定所述目标特征数据与所述特征标准条件之间的差异量化值，根据所述差异量化值确定所述调节幅度参考值。
6.根据权利要求5所述的PPG信号的测量方法，其特征在于，所述终端还设置有显示屏；
所述根据所述差异量化值确定所述调节幅度参考值的步骤之后，还包括：
基于所述显示屏的预设的进度条组件，展示与所述调节幅度参考值，以展示所述按压力度调节的提示信息。
7.根据权利要求6所述的PPG信号的测量方法，其特征在于，所述将所述初始PPG波形作为目标PPG波形的步骤之后，还包括：
根据所述目标PPG波形计算预设的特征值，所述特征值包括心率、血压、血氧中的一个或多个；
在所述显示屏上预设的显示区域中展示所述特征值和/或所述目标PPG波形。
8.根据权利要求1所述的PPG信号的测量方法，其特征在于，所述确定与所述初始PPG信号对应的初始PPG波形的步骤，还包括：
根据所述初始PPG信号，按照预设的波形生成方法，生成与所述初始PPG信号对应的初始PPG波形；
或，
按照预设的预处理方法，对所述初始PPG信号进行预处理，按照预设的波形生成方法，生成与所述预处理后的初始PPG信号对应的初始PPG波形，所述预处理包括去噪处理和/或平滑处理。
9.根据权利要求1所述的PPG信号的测量方法，其特征在于，所述按照预设的波形生成方法，生成与所述初始PPG信号对应的初始PPG波形的步骤，还包括：
确定与所述初始PPG波形的补偿参数；
根据所述补偿参数对所述初始PPG波形进行补偿校正，将所述补偿校正之后的PPG波形作为所述初始PPG波形。
10.一种PPG信号的测量装置，其特征在于，基于设置有PPG传感器的终端；
所述装置包括：
PPG波形采集单元，用于通过所述PPG传感器采集初始PPG信号，确定与所述初始PPG信号对应的初始PPG波形；
特征数据提取单元，用于获取所述初始PPG波形的目标特征数据；
判断单元，用于判断所述目标特征数据是否满足预设的特征标准条件；
按压力度调节单元，用于在所述目标特征数据不满足预设的特征标准条件的情况下，根据所述目标特征数据生成按压力度调节的提示信息，所述按压力度调节的提示信息用于提示用户增大或减小与所述PPG传感器对应的按压力度；
PPG波形确定单元，用于在所述目标特征数据满足预设的特征标准条件的情况下，将所述初始PPG波形作为目标PPG波形。
11.一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行如权利要求1至9中任一项所述方法的步骤。
12.一种智能可穿戴设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如权利要求1至9中任一项所述方法的步骤。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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