CN114209312A - 自适应增益调节方法、装置、中央处理器以及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明的实施例提供一种自适应增益调节方法、装置、中央处理器以及存储介质，涉及医学设备技术领域。方法包括：控制发光管的发光状态，接收并存储接收光。获取接收光在预定周期内的波峰值与波谷值，计算波峰值与波谷值之间的差值，其中，预定周期为接收光完成一次完整波长的时间。判断差值是否在预定范围内。若是，调节增益调节器当前增益，返回执行获取接收光在预定周期内的波峰值与波谷值至判断差值是否在预定范围内的步骤，直至差值在预定范围内。基于此，能够适配不同的生命体部位特征检测，减少系统电能消耗。

Description

自适应增益调节方法、装置、中央处理器以及存储介质

技术领域

本发明涉及医学设备技术领域，具体而言，涉及一种自适应增益调节方法、装置、中央处理器以及存储介质。

背景技术

随着近红外光谱技术的发展越来越成熟，基于此技术的血氧检测装置往小型化、便携化方向发展。小型化、便携化的血氧检测装置主要采用透射法和反射法两种方法进行血氧检测，都是通过光学传感器贴服在被检测部位，根据透射或者反射回来的光信号进行计算，然而光信号容易受到生命体测试部位特征如肤色色素、骨骼密度、脂肪厚度等，尤其是手指直径(儿童的手指和成年人手指)的干扰，将直接影响整套检测装置的检测效果。

目前，主要是通过自适应调节发光管的光强，来适配不同的生命体测试部位特征，但由于在面对需要高光强的生命体测试部位特征(如肤色黑、骨密度大的成人手指)时，检测装置需要很大的电流来驱动发光管，因此，假如长时间处于高光强的环境下工作，会增大血氧检测装置的电能损耗。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述现有技术的不足，提供了一种自适应增益调节方法、装置、中央处理器以及计算机可读存储介质，能够通过自适应增益调节接收到的光，达到对不同的生命体测试部位特征进行适配的目的，并且改善了现有技术中，当出现需要高光强工作的生命体测试部位特征时，血氧检测装置需要长时间在高光强下工作，而带来电能损耗的问题。

为实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下：

第一方面，本申请实施例提供一种自适应增益调节方法，应用于中央处理器，所述中央处理器与发光管以及增益调节器通信连接，所述方法包括：

控制所述发光管的发光状态，接收并存储接收光；

获取所述接收光在预定周期内的波峰值与波谷值，计算所述波峰值与所述波谷值之间的差值，其中，所述预定周期为所述接收光完成一次完整波长的时间；

判断所述差值是否在预定范围内；

若否，调节所述增益调节器当前增益，返回执行获取所述接收光在预定周期内的波峰值与波谷值至判断所述差值是否在预定范围内的步骤，直至所述差值在预定范围内。

可选地，获取所述接收光在预定周期内的波峰值与波谷值，计算所述波峰值与所述波谷值之间的差值的步骤之前，包括：

判断接收到的所述接收光的数量是否满足计算需求，若是，则计算所述接收光在预定周期内的波峰值与波谷值之间的差值；

若否，则返回执行接收并存储接收光至判断接收到的所述接收光的数量是否满足计算需求的步骤。

可选地，所述接收光为两种或两种以上，针对每一种光分别获取所述接收光在预定周期内的波峰值与波谷值至判断所述差值是否在预定范围内的步骤，以进行所述接收光对应的自适应增益调节。

可选地，所述增益调节器还连接有模数转换器，所述中央处理器中存储有预先设定的一组预期增益；

根据所述波峰值和所述波谷值，计算所述增益调节器的预期增益的步骤，包括：

在所述模数转换器可转换的范围内，放大所述波峰值和所述波谷值；

根据所述波峰值和所述波谷值放大至最大的倍数，在所述预先设定的一组预期增益中，查找所述倍数相匹配的所述接收光对应的预期增益，能查找到所述倍数相匹配的所述接收光对应的预期增益，则将所述预期增益作为所述增益调节器的当前增益，并删除所述接收光。

可选地，所述方法还包括：

若未能查找到所述倍数相匹配的所述接收光对应的预期增益，则发出错误提示，结束对所述接收光对应的自适应增益调节。

可选地，所述方法还包括：

发送默认增益至所述增益调节器，将所述默认增益作为所述增益调节器初始化的当前增益。

可选地，所述方法还包括：

获取所述预期增益及所述增益调节器的当前增益；

判断所述预期增益与所述增益调节器的当前增益的差值是否在容许范围内；

若是，则结束对所述接收光对应的自适应增益调节；

若否，则将所述预期增益作为所述增益调节器的当前增益。

第二方面，本发明实施例提供一种自适应增益调节装置，所述装置包括：中央处理器、发光管和增益调节器；

所述中央处理器，用于控制所述发光管的发光状态，接收并存储接收光，计算所述接收光在预定周期内的波峰值与波谷值之间的差值，其中，所述预定周期为所述接收光完成一次完整波长的时间，判断所述差值是否在预定范围内；若否，调节所述增益调节器的当前增益，返回执行获取所述接收光在预定周期内的波峰值与波谷值至判断所述差值是否在预定范围内的步骤，直至所述差值在预定范围内；

所述发光管，用于发光；

所述增益调节器，用于根据所述中央处理器发送的增益，调节增益调节器的当前增益，对接收到的接收光进行增益调节；

所述发光管，用于发光；

所述增益调节器，用于根据所述中央处理器发送的增益，调节增益调节器的当前增益，对接收到的接收光进行增益调节。

第三方面，本发明实施例提供一种中央处理器，存储有计算机程序的存储器和处理器，所述计算机程序被所述处理器读取并运行时，实现上述第一方面的方法步骤。

第四方面，本发明实施例提供一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器读取并运行时，实现上述第一方面的方法步骤。

本发明实施例的有益效果包括，例如：

本方案是根据接收光的信号，自适应增益调节增益调节器的当前增益，以改变后续获得的接收光的信号，使得最终得到的接收光的数字信号在血氧检测装置的可测范围之内，从而达到适配不同生命体测试部位特征的目的。并且在本方案中，由于未通过改变发光管的光强来适配不同生命体测试部位特征，因此，当出现需要高光强工作的生命体测试部位特征时，血氧检测装置不需要长时间在高光强下工作，从而避免电能损耗的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本申请实施例提供的一种自适应增益调节方法的流程示意图之一；

图2为本申请实施例提供的一种自适应增益调节方法的流程示意图之二；

图3为本申请实施例提供的一种自适应增益调节方法的流程示意图之三；

图4为容积脉搏波的波形图；

图5为本申请实施例提供的一种自适应增益调节方法的流程示意图之四；

图6为本发明实施例提供的一种自适应增益调节装置的功能模块示意图。

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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

小型化的血氧检测装置是利用光信号进行血氧检测，但由于光信号容易受到生命体测试部位特征的干扰，导致血氧检测装置接收到的光信号的强度不一致，使得不能进行有效的血氧检测。现有技术通常是自适应调节发光管的光强，使得经过不同生命体测试部位特征接收到的光强度在有效检测范围内，当出现需要高光强的生命体测试部位特征时，就会使整个装置处于高光强的环境下工作，使得整个装置的电能消耗较高。

基于上述情况，当血氧检测装置需要对某一生命体部位进行检测时，可以先执行本发明实施例提供的一种自适应增益调节方法，该方法可以是中央处理器对增益调节器的增益进行自适应增益调节，以改变之后经过增益调节器的接收光信号，使得最终获得的接收光的信号可以在有效的检测范围内，进而实现适配不同生命体测试部位特征检测的需求。图1为本发明实施例提供的一种自适应增益调节方法流程示意图，应用于中央处理器，如图1所示，该方法包括：

S101、控制发光管的发光状态，接收并存储接收光。

S102、获取接收光在预定周期内的波峰值与波谷值，计算波峰值与波谷值之间的差值。

S103、判断差值是否在预定范围内。若否，则执行步骤S104，若是，则结束自适应增益调节。

S104、调节增益调节器的当前增益，返回执行步骤S102至步骤S103。

在一种实现方式中，中央处理器控制发光管的发光状态。中央处理器在接收到发光管发射的光之后，对接收光进行存储。获取接收光在预定周期内的波峰值和波谷值，计算波峰值与波谷值之间的差值。其中，预定周期为接收光完成一次完整波长的时间。判断差值是否在预定范围内，若未在预定范围内，则调节所述增益调节器的当前增益，返回执行步骤S102至S103，直至差值在预定范围内，则结束自适应增益调节。

如此，通过获取接收光一次完整波长的波峰值和波谷值，判断波峰值和波谷值是否在预定的范围内，若不在预定范围内，则可以通过调节增益调节器的当前增益，使得该项接收光可以以适合该项接收光的当前增益进行增益调节，从而使得该项接收光被调整为可以被检测到的接收光的信号，实现有效的血氧检测。由上可知，由于本方案可以根据接收光对当前增益进行调节，以使通过不同的生命体测试部位的接收光可以在有效的检测范围内，所以可以适配不同的生命体测试部位特征。

上述方案是根据接收光的信号实现增益调节，而不是通过改变光强，达到适配不同的生命体部位特征的目的。因此，避免了当出现需要高光强工作的生命体测试部位特征时，血氧检测装置需长时间高光强工作的情况，带来的发光管使用寿命的损伤，以及电能大量消耗的问题。

并且上述方案也不需要通过配置多种型号的探头来适配不同生命体测试部位特征，因此，使用者也不需要具有较高的血氧检测知识，并且相对于需要配置多种型号探头的方案，本方案的血氧检测装置也更便携。

步骤S101，在一种实现方式中，中央处理器可以在启动血氧检测装置时，向发光管控制电路发送光发射指令，发光管控制电路基于光发射指令，控制发光管的周期性启停，以进行光的发射。其中，周期性启停是发光管控制电路对发光管的发光状态控制的结果，使得发光管的发光状态能够满足检测需求的同时，使得装置的电能消耗更低，发光管的使用寿命也更长。

在一种实现方式中，发光管可以包括两个发光二极管(light-emitting diode，LED)，发光状态可以有三种，分别是：灭灯、仅亮第一种光以及仅亮第二种光，在一种实现的方式中，第一种光可以是红外光，其中，波长值可以为905nm或940nm，第二种光可以是红光，波长值可以为660nm。

在一种实现方式中，发光管可以以“第一种光-第一次灭灯-第二种光-第二次灭灯”的发光模式进行周期性循环，其中，以第一种光为红外光，第二种光为红光进行举例说明，在一个循环周期内，一个效果较好的循环周期时长可以是2-8ms，第一次灭灯时间和第二次灭灯时间可以不一样，红光和红外光的较好的亮灯时长可以为200us-500us，也可以不采用上述时长，只要满足检测需求即可。因此，采用这种周期性启停的方式，在能得到有效血氧检测的效果下，可以最大限度地降低发光管的总发光时长，从而达到降低功耗的效果。

后续为了方便说明理解，均以第一种光为红外光，第二种光为红光进行举例说明。

在一种实现方式中，发光管控制电路还可以控制发光管处于工作状态时，即发射光的状态下，发射光的光强度保持稳定，以方便后续不会因为光强的不断改变，导致自适应增益调节时间过长。

需要解释的是，发光管控制电路可以在中央处理器上，也可以在发光管上，也可以作为一个独立的物理结构。

在一种实现的方式中，接收管在接收到发光管所发射的光之后，将接收光的光信号转换成电信号，电信号可以被增益调节器、模数转换器等进行预处理之后，得到数字信号。预处理可以是将电信号以电压幅度进行表示进行以滤波等处理，再经过增益放大、模数转换处理转变为数字信号。

需要解释的是，上述处理操作中区分开接收光的光信号、电信号以及数字信号是为了介绍清楚血氧检测装置的整个流程，以方便后续的说明。实际上都是接收光，只是在不同装置上的存在形态不同。

在一种实现方式中，中央处理器获取到上述红外光的数字信号以及红光的数字信号，可以对接收到的数字信号进行软件滤波去噪等初步处理，可以将处理后的数字信号存储在中央处理器中，以方便后续步骤的执行。

步骤S103中，在一种实现方式中，模数转换器对输入的电信号存在范围要求，即对波峰值、波谷值的预定范围有要求限制。当接收光波谷值低于模数转换器的最低输入电信号时，就需要放大增益；当接收光博峰值高于模数转换器的最低输入电信号时，就需要减小增益。例如：模数转换器允许的输入电信号范围为0.5V至3.0V的电信号，输入电信号在0.5V以下或者3.0V以上就需要对该波做相应的放大或者缩小处理。

步骤S103中，在一种实现方式中，波峰值和波谷值的差值的预定范围的设置可以根据当前使用的血氧检测的有效范围来进行设定。当波峰值和波谷值的差值过大就需要减小增益。当波峰值和波谷值的差值过小，就需要放大增益。例如：当前使用的血氧检测装置只能有效处理波峰值和波谷值的差值为100至300幅度值的波，差值在100以下或者300以上就需要对该波做相应放大或缩小处理。

由于受到生命体部位特征如肤色色素、骨骼密度、脂肪厚度等的干扰，对红外光与红光吸收、反射或折射能力各不相同，导致即便在相同发射光强下的红外光与红光，经过生命体测试部位后，透射或折射到接收管的光强度会高低不一。在实际应用中，红光被吸收的能量会比红外光的能量多，使得接收到红光波的能量会比红外光波的能量更低，即红光波的幅度值范围会比红外光波的幅度值范围更低。

因此，通过上述步骤S102得到的红外光的数字信号和红光的数字信号的波的能量是不一致的。在一种实现方式中，在步骤S104中，可以分别对红光和红外光的当前增益进行调节，使得可以尽可能的放大红光和红外光对应的数字信号的波，从而使最终的血氧检测能达到较好的效果。

在一种实现方式中，由于有多种接收光，可以对多种接收光分别进行计算判断，当判断某一接收光满足条件时，只是结束该项接收光的自适应增益调节过程，其他接收光不受影响。例如：当判断红光的波峰值和波谷值的差值在预定范围内，红外光的波峰值和波谷值的差值不再预定的范围内，这时系统结束的是红光的自适应增益调节的流程，而红外光的自适应增益调节的流程并未结束，还需执行步骤S104，直至满足步骤S103的判断条件，结束红外光对应的自适应增益调节。因此，可以使得所有接收光都能以调节之后当前增益进行放大，从而使得所有接收光的差值在预定范围以外。

在一种实现的方式中，有些接收光可能已经结束自适应增益调节的过程，但是有些接收光可能需要返回执行步骤S102至步骤S103，在返回执行步骤S102至步骤S103时，检测装置可以是获取所有的接收光并转换成数字信号，中央处理器在接收到数字信号之后，可以设置一个程序进行判断哪些接收光的自适应增益调节已经结束，那么中央处理器对自适应增益结束的接收光就不再执行步骤S102至步骤S103，以节约中央处理器的资源，避免无效的资源浪费。

在一种实现方式中，步骤S102是每次分别获取一个波长，步骤S104也是每次分别对一个波长进行调节然后验证是否达到调节的目的，以使能以较高的效率达到调节的目的。

通过本方法可以适配不同的生命体检测部位特征，并且由于不是通过改变发光管的光强以进行适配。因此，不会出现长时间处于高光强工作的情况，使得电能损耗更低，发光管的使用寿命更长。

出于防止受之前血氧检测的影响或者增益调节更快速方便等目的，可以对增益调节器的当前增益进行初始化。图2为本发明实施例提供的一种自适应增益调节方法的另一流程示意图，在一种实现的方式中，所述方法还包括：

S201、发送默认增益至增益调节器，将默认增益作为增益调节器初始化的当前增益。

在一种实现方式中，在增益调节器进行增益之前，中央处理器可以发送默认增益至增益调节器，将增益调节器当前增益调节为默认增益。

其中，默认增益可以是在实际应用过程中，适配大多数生命体测试部位特征的增益，以减少增益调节次数，也可以是其他值，可以根据实际应用需求进行设定，以方便自适应增益调节方法能更好执行。

在一种实现方式中，增益调节器可以直接将上一次当前增益作为默认增益，以减少调节次数的同时，提高处理效率。

可以理解的是，光信号是以波的形式进行传播的，因此，接收到的光也是以波的形式进行处理的，在增益调节中，是根据接收光波的波峰值和波谷值对接收光的波进行放大，所以在增益调节的过程中，至少需要一个完整的波形，才能进行更好的进行增益调节，因此，需要检测判断接收到的波是否为一个完整的波形。图3为本发明实施例提供的一种自适应增益调节方法的另一流程示意图，在一种实现的方式中，根据所述数字信号，计算所述接收光对应的预期增益的步骤之前，所述方法还包括：

S301、判断接收到的接收光的数量是否满足计算需求。

在一种实现方式中，判断数字信号的数量是否满足计算需求，若是，则执行步骤S102计算波峰值和波谷值之间的差值；若否，则返回执行步骤S101至步骤S301。

可以理解的是，心脏的每一次跳动，引起血管的舒缩，就可以感受到一次脉搏，从而造成血管中血液容量变化而产生容积脉搏波。图3为容积脉搏波的波形图，容积脉搏波的波形可以分为两个阶段，一个是收缩期，参照图3的AB段，心室收缩快速射血，血管的充盈量增大；另一个是舒张期，可以参照图3的BE段，心室舒张慢速射血，血管充盈量减少，在关闭主动脉瓣管壁后，主动脉血量回流，导致脉搏波的下降过程中，形成一个降中峡，可以参照图4的C点，后又因反流的血液受到已关闭的主动脉瓣的阻挡，而使脉搏波形成一个向上的反折波，可以参照图4的CD段，之后血液继续流失，脉搏波波形继续下降，但下降速度缓慢。

基于上述容积脉搏的特殊波形，因此，计算需求的标准可以是已经接收到一个完整的容积脉搏波形，以防止系统在进行增益调节的时候，将不是实际的波峰值和波谷值，作为下述步骤S104中调节当前增益根据的情况，从而干扰实际血氧检测结果。其中，现有技术中有很多方法和电子设备，判断是否接收到一个完整的波形，相关方法就不再赘述。

在实际应用过程中，为确保至少能接收到一个完整的容积脉搏波形，或者简化判断是否为完整的容积脉搏波的操作，可以适当的增大预设时间，以实现上述目的。因此，计算需求的标准也可以是接收的数字信号的起始时间大于一个预设定的时间。

可以理解的是，心脏每分钟的跳动次数普遍在50～200次，即相邻两次的心跳间隔时间为0.3秒～1.2秒，也就是说接收到一个完整的容积脉搏波形的时间为0.3秒～1.2秒。广泛的，便携式脉搏血氧设备的脉搏测试范围为每分钟40～240次，即相邻两次的心跳间隔时间为0.25秒～1.5秒。因此，预设定的时间可以为1.5秒，也可以为其他大于接收一个完整容积脉搏波时间即可。

血管中血液容量变化而产生的容积脉搏波，使得经过生命体的光信号的强度也是在变化的，使得可以通过数字信号的波峰值和波谷值来计算预期增益。图5为本发明实施例提供的一种自适应增益调节方法的另一种流程示意图，在一种实现方式中，获取增益调节器的当前增益，并调节当前增益，包括：

S104a、在模数转换器可转换的范围内，放大数字信号的波峰值和波谷值。

S103b、根据波峰值和波谷值放大至最大的倍数，在预先设定的一组预期增益中，查找倍数相匹配的接收光对应的预期增益，若能查找到倍数相匹配的接收光对应的预期增益，则将预期增益作为增益调节器的当前增益，并删除接收光。其中，由于增益调节器处理过的电信号，需要经过模数转换器才能转换成数字信号，而最终是基于放大好的数字信号进行相关处理检测操作。因此，需要在模数转换器可转换的范围内，中央处理器尽可能放大数字信号的波峰值和波谷值。其中，波峰值和波谷值的放大倍数一样。

可以理解的是，模数转换器是将固定范围的信号量化分成固定个等级，从而使得被增益调节器放大的波可以跨越的量化等级更多，从而提高计算精度，使得血氧检测的计算结果更精确。

在一种实现方式中，在实际应用中，为了避免计算误差的影响，在计算放大倍数值时，可以不完全放大波峰值和波谷值，使波峰值距离模数转换器可转换的范围上限还有一点距离。例如：模数转换器可转换的范围上限为100，那么可以设定波峰值的最大放大值为95。这个限定值不做具体限定，可以是任何合理的值。

根据增益调节器中的一系列增益，找到最接近并小于将波峰值和波谷值放大至最大的倍数值，此倍数值即为预期增益。

在一种实现方式中，增益调节器中有增益调节步长以及增益调节基数，可以基于增益调节基数，以增益调节步长为递增倍数，试出放大至最大的倍数值。比如：某一数字信号的波峰值为15，波谷值为5，模数转换器的可转换范围为0-100，增益调节步长设定为1，增益调节基数为1，那么就以1、2、3、4…的放大倍数去试，当放大倍数为6时，波峰值为90，波谷值为30，此时在模数转换器的可转换范围内，当放大倍数为7时，波峰值为105，波谷值为35，此时未在模数转换器的可转换范围内，因此，选择6为预期增益。

在另一实现方式中，增益调节器中可以预存有一组增益，直接用模数转换器可转换范围的上限值除以数字信号的波峰值，得到放大至最大的倍数值，基于上述一组增益，选取最接近且小于的放大至最大的倍数值为预期增益。比如：增益调节器中预存有一组增益可以是1.1、1.5、2.0、3.5、4.2、6.3…，某一数字信号的波峰值15，波谷值为5，模数转换器的可转换范围为0-100，那么放大至最大的值为6.6，因此，预期增益为6.3。可以理解的是，预期增益可以为整数，可以为小数，也可以为其他任何类型的数字。

在一种实现方式中，如果能在预设的一组预期增益中，查找到倍数所匹配的预期增益，则删除接收光对应的数字信号，将增益调节器的当前增益调节为预期增益。可以理解的是，上述两个步骤并未有先后顺序之分，也可以同时执行，直至波峰值和波谷值的差值在预定范围内。

在一种实现方式中，由于预设一组预期增益中预期增益的个数是有限制的，而预设的预期增益的取值可能是根据模数转换器可转换的范围进行确定。有可能计算出的放大至最大的倍数，超出了模数转换器可转换的范围，即存在有可能查找不到对应的预期增益，即可能出现计算出的倍数超出了增益调节器的增益调节倍数范围，那么中央处理器就发出错误提示，结束接收光对应的自适应增益调节。

在一种实现方式中，中央处理器可以在发出错误提示之后，存储本次错误信息，以方便后续相关人员对方法的改进。

通过上述得到的红外光的数字信号和红光的数字信号的波的能量是不一致的，所以，本方法是分别计算查找红光和红外光的预期增益，使得在后续步骤中可以尽可能的放大红光和红外光对应的数字信号的波，从而使最终的血氧检测能达到较好的效果。

在获取到预期增益之后出于对中央处理器计算误差的考虑，可以对处理器的计算误差设置一个容许范围，判断当前增益与预期增益的差值是否在容许的范围内。在一种实现方式中，包括：

判断预期增益与增益调节器的当前增益的差值是否在容许范围内。若是，则结束对接收光对应的自适应增益调节；若否，则执行步骤S104。

在实际应用中，可以将两者差值的绝对值为预期增益的百分二十作为容许范围，也可以是其他范围，可以根据实际应用需求进行设定。

在一种实现方式中，由于有多种接收光，可以对多种接收光分别进行计算判断，当判断某一接收光满足条件时，只是结束该项接收光的自适应增益调节过程，其他接收光不受影响。例如：计算得到红光的预期增益与获得的红光的当前增益的差值在容许的范围内，计算得到红外光的预期增益与获得的红外光的当前增益的差值未在容许的范围内，这时系统的自适应增益调节并没有结束，结束的仅是红光的自适应增益调节过程，红外光还需要执行后续步骤S104，直至满足步骤S103的判断条件。因此，可以使得所有的接收光能以预期增益进行放大，即最终得到的信号的波被放大。

在一种实现方式中，增益调节器的当前增益可以存放在中央处理器中，以减少增益调节器与中央处理器的通信时间，从而提高本方法的调节速率。也可存放在增益调节器中。

在一种实现的方式中，上述将增益调节器的当前增益调节为预期增益的步骤之后，可以把修改后的当前增益存储在中央处理器中，当下次需要获取增益调节器的当前增益时，不需要与增益调节器进行通信连接，从而提高自适应增益调节的速率。下面可举例进行具体说明。

例如：当判断红光的当前增益能调节到预期增益时，删除当前红光的数字信号，并将增益调节器中红光的当前增益调节为预期增益，将红光当前增益存储在中央处理器中，然后重新获取红光的数字信号，再次计算红光的预期增益和获取红光的当前增益，计算红光的当前增益与预期增益的差值，再次执行上述S104的判断处理操作。

因此，由于本方法是对接收到的信号进行调节，以适配不同的生命体测试部位特征的检测，可以使用一个血氧探头，就能实现对不同生命体部位的检测，增加了便捷性，并且避免在需要长时间高光强工作的情况下，带来的电能损耗以及发光管使用寿命损耗的问题。

图6为本发明实施例提供的一种自适应增益调节装置的功能模块示意图。该装置的基本原理以及产生的技术效果与前述对应的方法实施例相同，为简要描述，本实施例中为提及部分，可参考方法实施例中的相应内容。用于血氧检测的自适应增益调节装置可以包括中央处理器101、发光管控制电路102、发光管103、接收管104、模拟信号处理电路105、增益调节器106、模数转换器107等。

在一种实现方式中，中央处理器101内部有通信电路，可以与发光管控制电路102、增益调节器106以及模数转换器107之间进行通信连接。例如：中央处理器101可以发送指令至发光管控制电路102，以控制发光管发光状态；中央处理器101发送增益至增益调节器106，接收增益调节器106发送的当前增益；中央处理器106接收模数转换器107发送来的数字信号。

在一种实现方式中，中央处理器101内部有计算器，可以根据接收到的数字信号，计算预期增益。

在一种实现方式中，中央处理器101内部有存储器，可以对接收到的数据以及计算结果进行存储。例如：可以存储模数转换器107发送来的数字信号。

在一种实现方式中，中央处理器101内部有处理器，可以使终端设备执行本发明实施例所提供的自适应增益调节的方法，使得可以适配不同的生命体测试部位特征。

发光管控制电路102可以根据中央处理器101的指令，控制发光管103的发光状态。

发光管103可以包括两个发光二极管(light-emitting diode，LED)，发光状态共有三种，分别是：灭灯、仅亮第一种光以及仅亮第二种光，上述三种状态可以进行周期性的循环，通过周期性启停，使得消耗的电能更低。

接收管104可以用于接收发光管所发射的光，并将接收到的光信号转换成电信号。其中，光信号强度越高，接收管所转换的电信号强度就越高。

模拟信号处理电路105可以用于对接收管104所发送来的电信号进行处理，在一种实现的方式中，可以将电信号强度以电压幅度的形式进行表示，进行基本的滤波处理。

增益调节器106可以与中央处理器101、模数转换器107、模拟信号处理电路105通信连接，比如：根据接收到的中央处理器101的增益，调节增益调节器106的增益；对接收到的电信号进行增益；将增益后的电信号发送至模数转换器。

增益调节器106用于将接收到的电信号进行增益放大。

在一种实现方式中，可以靠内部的调节运算放大器中的放大电阻对接收到的电信号进行放大，模拟输入信号通过调节运算放大电路放大成输出信号。其中，可以用可变电阻来调节放大倍数，为了使中央处理器可调节可变电阻的阻值，可变电阻可以采用数字电位器，即可编程电阻器，数字电位器可以根据中央处理器的数字输入信号，调节成相应阻值的电阻，在上述电路中，达到修改增益的效果。

在一种实现方式中，还可以采用可编程增益放大器(Pmgrammable GainAmplifier，PGA)可以进行增益放大，它是一种通用性很强的放大器，其放大倍数可以根据程序进行控制。不仅如此，可编程增益放大器的电路还可以对模拟信号进行放大、转换、滤波，并能把器件中的多个功能模块互联，对电路进行重构，还可能调整电路的增益、带宽和阈值。因此，采用上述可编程增益放大器，可通过程序调节放大倍数，使模数转换器107满量程信号达到均一化，从而提高测量精度。

模数转换器107可以用于将接收到的电信号转换成数字信号，并发送给中央处理器。其中，通过将固定范围的模拟值，量化分成固定个等级，因此，通过增益调节器106的增益放大，使得模数转换器107转换之后的数字信号可跨越的量化等级更多，例如：如果没有增益放大，转换之后的数字信号量化等级范围为0-5，在有增益放大之后，模数转换器107转换之后的数字信号的量化等级范围为0-9，因此，使得测量的精度更高，从而提高最终血氧计算的精度。

在一种实现方式中，本发明实施例还提供一种中央处理器，存储有计算机程序的存储器和处理器，所述计算机程序被所述处理器读取并运行时，执行上述方法实施例的步骤。

在一种实现方式中，本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器读取并运行时，执行上述方法实施例的步骤。

综上所述，本发明实施例提供了一种用于血氧检测的自适应增益调节方法、自适应增益调节的血氧检测装置、运用上述方法的中央处理器以及计算机可读存储介质。

在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，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，可轻易想到的变化或替换，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以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种自适应增益调节方法，其特征在于，应用于中央处理器，所述中央处理器与发光管以及增益调节器通信连接，所述方法包括：

控制所述发光管的发光状态，接收并存储接收光；

获取所述接收光在预定周期内的波峰值与波谷值，计算所述波峰值与所述波谷值之间的差值，其中，所述预定周期为所述接收光完成一次完整波长的时间；

判断所述差值是否在预定范围内；

若否，调节所述增益调节器当前增益，返回执行获取所述接收光在预定周期内的波峰值与波谷值至判断所述差值是否在预定范围内的步骤，直至所述差值在预定范围内。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取所述接收光在预定周期内的波峰值与波谷值，计算所述波峰值与所述波谷值之间的差值的步骤之前，包括：

判断接收到的所述接收光的数量是否满足计算需求，若是，则计算所述接收光在预定周期内的波峰值与波谷值之间的差值；

若否，则返回执行接收并存储接收光至判断接收到的所述接收光的数量是否满足计算需求的步骤。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接收光为两种或两种以上，针对每一种光分别获取所述接收光在预定周期内的波峰值与波谷值至判断所述差值是否在预定范围内的步骤，以进行所述接收光对应的自适应增益调节。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述增益调节器还连接有模数转换器，所述中央处理器中存储有预先设定的一组预期增益；

调节所述当前增益的步骤，包括：

在所述模数转换器可转换的范围内，放大所述波峰值和所述波谷值；

根据所述波峰值和所述波谷值放大至最大的倍数，在所述预先设定的一组预期增益中，查找所述倍数相匹配的所述接收光对应的预期增益，若能查找到所述倍数相匹配的所述接收光对应的预期增益，则将所述预期增益作为所述增益调节器的当前增益，并删除所述接收光。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

若未能查找到所述倍数相匹配的所述接收光对应的预期增益，则发出错误提示，结束对所述接收光对应的自适应增益调节。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

发送默认增益至所述增益调节器，将所述默认增益作为所述增益调节器初始化的当前增益。

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：

获取所述预期增益及所述增益调节器的当前增益；

判断所述预期增益与所述增益调节器的当前增益的差值是否在容许范围内；

若是，则结束对所述接收光对应的自适应增益调节；

若否，则将所述预期增益作为所述增益调节器的当前增益。

8.一种自适应增益调节装置，其特征在于，所述装置包括：中央处理器、发光管和增益调节器；

所述中央处理器，用于控制所述发光管的发光状态，接收并存储接收光，计算所述接收光在预定周期内的波峰值与波谷值之间的差值，其中，所述预定周期为所述接收光完成一次完整波长的时间，判断所述差值是否在预定范围内；若否，调节所述增益调节器的当前增益，返回执行获取所述接收光在预定周期内的波峰值与波谷值至判断所述差值是否在预定范围内的步骤，直至所述差值在预定范围内；

所述发光管，用于发光；

所述增益调节器，用于根据所述中央处理器发送的增益，调节增益调节器的当前增益，对接收到的接收光进行增益调节。

9.一种中央处理器，其特征在于，包括存储有计算机程序的存储器和处理器，所述计算机程序被所述处理器读取并运行时，实现如权利要求1-7中任一项所述的方法。

10.一种存储介质，其特征在于，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器读取并运行时，实现如权利要求1-7中任一项所述的方法。

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