生物信号处理设备和方法与流程
技术领域
以下描述涉及生物信号处理设备和生物信号处理方法。
背景技术：
最近，由于老龄化的人口结构、日益增长的医疗费用以及从事专门的医疗服务的人员的缺乏，已经对信息技术(IT)被应用到医疗技术中的IT-医疗保健融合技术进行了研究。因此，可在日常生活中的任何地方(例如，在家庭或工作场所)实现监测个人的健康状况。例如，可通过移动医疗保健来实现监测用户的健康状况。
生物信号可被用于监测健康状况。生物信号可以是，例如，心电图(ECG)信号、血管容积图(PPG)信号或肌电图(EMG)信号。随着确保生物信号测量设备的移动性和便利性，监测健康状况可在日常生活中被更加容易地执行。
然而，尽管确保生物信号测量设备的移动性，但是由于可从例如不稳定的外部环境和用户的运动生成的运动伪影而导致生物信号的正确测量是不可行的。
技术实现要素：
提供该发明内容用于以简化的形式介绍在以下的具体实施方式中被进一步描述的构思的选择。该发明内容不意在标识要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不意在作为帮助确定要求保护的主题的范围而被使用。
在一个总体方面中，一种生物信号处理设备包括：通信接口，被配置为接收生物信号；处理器，被配置为：设置所述生物信号的目标间隔，基于目标分量和非目标分量计算与所述目标间隔相应的质量度量，并且基于所述质量度量估计所述生物信号的质量，其中，所述目标分量是对应于设置值的所述目标间隔的频率分量，所述非目标分量是不对应于所述设置值的所述目标间隔的频率分量。
处理器还可被配置为：将所述目标间隔转换为频域信号，并且将所述频域信号的频率分量中是所述设置值的整倍数的频率分量定义为所述目标分量。
处理器还可被配置为：从所述目标间隔提取与所述目标分量相应的第一数量的信号，并且从所述目标间隔提取与所述非目标分量相应的第二数量的信号；所述第二数量基于所述第一数量和所述设置值而被定义。
处理器还可被配置为：使用提取的第一数量的信号的电功率以及提取的第二数量的信号的电功率来计算所述质量度量。
处理器还可被配置为：在计算所述质量度量之后改变所述目标间隔和所述设置值中的一个或两个，基于所述目标间隔和所述设置值中的改变的一个或两个来计算与所述质量度量不同的另一质量度量，并且确定所述质量度量以及所述另一质量度量中的第一最大质量度量。
处理器还可被配置为：确定与所述生物信号不同的另一生物信号的第二最大质量度量，确定所述第一最大质量度量和所述第二最大质量度量中的最大值，并且将与所述最大值相应的目标间隔确定为将被监测的目标生物信号。
处理器还可被配置为：确定所述第一最大质量度量是否大于或等于阈值，并且响应于确定所述第一最大质量度量大于或等于所述阈值的结果，将与所述第一最大质量度量相应的目标间隔确定为将被监测的目标生物信号。
处理器还可被配置为：将所述目标间隔至少一次地改变第一步长，以获得至少一个第一改变的目标间隔；计算与所述至少一个第一改变的目标间隔中的每个第一改变的目标间隔相应的质量度量；选择所述目标间隔和所述至少一个第一改变的目标间隔中具有最大质量度量的目标间隔；将选择的目标间隔至少一次地改变第二步长，以获得至少一个第二改变的目标间隔；计算与所述至少一个第二改变的目标间隔中的每个第二改变的目标间隔相应的质量度量；并且基于与选择的目标间隔相应的质量度量以及与所述至少一个第二改变的目标间隔中的每个第二改变的目标间隔相应的质量度量来确定第一最大质量度量。
处理器还可被配置为：将所述目标间隔确定为将被监测的目标生物信号，并且将与所述目标间隔的非目标分量相应的信号的幅度定义为预设值。
处理器还可被配置为：获得将被监测的目标生物信号的周期信息。
在另一个总体方面，一种生物信号处理设备包括：质量度量定义器，被配置为：基于多个生物信号中的每个生物信号的目标间隔的目标分量和非目标分量来定义质量度量；质量估计器，被配置为：基于所述质量度量来估计所述多个生物信号的各自的质量；确定器，被配置为：基于所述多个生物信号的质量确定所述多个生物信号中将被监测的目标生物信号；所述目标分量可以是对应于设置值的所述目标间隔的频率分量，所述非目标分量可以是不对应于所述设置值的所述目标间隔的频率分量。
质量估计器还可被配置为：获得每个生物信号的典型的质量度量；所述典型的质量度量可以是基于改变所述目标间隔和所述设置值中的一个或两个而获得的每个生物信号的质量度量的最大值。
确定器还可被配置为：将与所述典型的质量度量中的最大值相应的目标间隔确定为将被监测的目标生物信号。
质量估计器还可被配置为：通过改变所述目标间隔和所述设置值中的至少一个或两个来获得每个生物信号的质量度量；确定器还可被配置为：确定所述质量度量的典型的质量度量是否大于或等于阈值，并且响应于确定所述质量度量的典型的质量度量大于或等于所述阈值，将与所述典型的质量度量相应的目标间隔确定为将被监测的目标生物信号。
质量估计器还可被配置为：将所述目标间隔至少一次地改变第一步长，以获得至少一个第一改变的目标间隔；计算与所述至少一个第一改变的目标间隔中的每个第一改变的目标间隔相应的质量度量；选择所述目标间隔和所述至少一个第一改变的目标间隔中具有最大质量度量的目标间隔；将选择的目标间隔至少一次地改变第二步长，以获得至少一个第二改变的目标间隔；计算与所述至少一个第二改变的目标间隔中的每个第二改变的目标间隔相应的质量度量；并且基于与选择的目标间隔相应的质量度量以及与所述至少一个第二改变的目标间隔中的每个第二改变的目标间隔相应的质量度量来确定最大质量度量。
确定器还可被配置为：将与确定的目标生物信号的非目标分量相应的信号的幅度定义为预设值。
确定器还可被配置为：获得确定的目标生物信号的周期信息。
质量度量定义器还可被配置为：将所述目标间隔转换为频域信号，并且将所述频域信号的频率分量中是设置值的整倍数的频率分量定义为所述目标分量。
质量度量定义器还可被配置为：从所述目标间隔提取与所述目标分量相应的第一数量的信号，并且从所述目标间隔提取与所述非目标分量相应的第二数量的信号；所述第二数量可基于所述第一数量和所述设置值而被定义。
质量度量定义器还可被配置为：使用提取的第一数量的信号的电功率以及提取的第二数量的信号的电功率来计算所述质量度量。
在另一总体方面，一种生物信号处理方法包括：接收生物信号；设置所述生物信号的目标间隔；基于目标分量和非目标分量计算与所述目标间隔相应的质量度量，其中，所述目标分量是对应于设置值的所述目标间隔的频率分量，所述非目标分量是不对应于所述设置值的所述目标间隔的频率分量；基于所述质量度量估计所述生物信号的质量。
在另一总体方面，一种生物信号处理方法包括：基于多个生物信号中的每个生物信号的目标间隔的目标分量和非目标分量来定义与所述目标间隔相应的质量度量；基于所述质量度量来估计所述多个生物信号的各自的质量；基于所述多个生物信号的质量确定所述多个生物信号中将被监测的目标生物信号；所述目标分量可以是对应于设置值的所述目标间隔的频率分量，所述非目标分量可以是不对应于所述设置值的所述目标间隔的频率分量。
在另一总体方面，一种生物信号处理方法，包括：接收生物信号；设置所述生物信号的多个目标间隔；计算分别与所述多个目标间隔相应的多个质量度量；确定所述多个质量度量中的最大质量度量；将与所述最大质量度量相应的目标间隔确定为将被监测的生物信号。
设置所述生物信号的所述多个目标间隔的步骤可包括：设置第一目标间隔；将所述第一目标间隔至少一次地改变第一步长，以获得至少一个第一改变的目标间隔；在针对所述第一目标间隔以及所述至少一个第一改变的目标间隔中的每个第一改变的目标间隔计算的质量度量中，选择所述第一目标间隔和所述至少一个第一改变的目标间隔中具有最大质量度量的一个目标间隔；将选择的目标间隔至少一次地改变小于第一步长的第二步长，以获得至少一个第二改变的目标间隔。
确定所述多个质量度量中的最大质量度量的步骤可包括：将针对选择的目标间隔以及所述至少一个第二改变的目标间隔中的每个第二改变的目标间隔计算的质量度量中的最大质量度量确定为所述多个质量度量中的最大质量度量。
计算所述多个质量度量的步骤可包括：基于所述多个目标间隔中的相应的一个目标间隔的至少一个目标分量以及所述多个目标间隔中的所述相应的一个目标间隔的至少一个非目标分量，来计算所述多个质量度量中的每个质量度量。
所述至少一个目标分量中的每个目标分量可以是对应于设置值的整倍数的频率分量；所述至少一个非目标分量中的每个非目标分量可以是不对应于所述设置值的整倍数的频率分量。
所述设置值可以是R≥2的整数；所述至少一个目标分量的数量可以是M≥1的整数；所述至少一个非目标分量的数量可以是M*(R-1)。
所述生物信号可以由所述生物信号的基本波形的R次重复构成。
其它特征和方面从以下的具体实施方式、附图和权利要求清楚。
附图说明
图1是示出生物信号处理的示例的示图。
图2A和图2B是示出生物信号的示例的示图。
图3A和图3B是示出生物信号处理的另一示例的示图。
图4至图10是示出生物信号处理的另一示例的示图。
图11是示出生物信号处理设备的示例的示图。
图12至图14是示出计算质量度量的处理的示例的示图。
图15是示出生物信号处理设备的另一示例的示图。
图16是示出确定生物信号中将被监测的目标生物信号的处理的示例的示图。
图17是示出生物信号处理设备的另一示例的示图。
图18是示出生物信号处理方法的示例的流程图。
图19是示出生物信号处理方法的另一示例的流程图。
图20示出包括生物信号处理设备的终端的示例。
图21示出包括生物信号处理设备的可穿戴装置的示例。
贯穿附图和具体实施方式，相同的参考标号表示相同的元件。为了清楚、说明和方便，附图可以不按比例绘制，并且附图中元件的相对尺寸、比例和描绘可被夸大。
具体实施方式
提供以下详细的描述来帮助读者获得对在此描述的方法、设备和/或系统的全面理解。然而，在此描述的方法、设备和/或系统的各种变化、修改和等同物对于本领域的普通技术人员将是清楚的。在此描述的操作的顺序仅为示例，除了必须以特定顺序发生的操作之外，在此描述的操作的顺序不限于在此阐述的顺序，而是可如对本领域的普通技术人员清楚的那样改变。此外，为了更加清楚和简洁，可省略对本领域的普通技术人员公知的功能和结构的描述。
在此描述的特征可以以不同的形式被实现并且不应被解释为限于在此描述的示例。相反，提供在此描述的示例，使得本公开将是充分和完整的，并且将本公开的整个范围传达给本领域的普通技术人员。
在此使用的术语仅是描述具体示例的目的，而不意在限制本公开。除非上下文另有清楚地指示，否则如在此使用的单数形式也意图包括复数形式。如在此使用的，术语“包括”和/或“包含”说明存在叙述的特征、数量、操作、元件、组件和/或它们的组合，但不排除存在或添加一个或多个其它特征、数量、操作、元件、组件和/或它们的组合。
除非另有定义，否则在此使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本公开所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同的含义。除非在此明确定义，否则术语(诸如在常用词典中定义的术语)应被解释为具有与它们在相关领域的上下文中的含义一致的含义，而不将被解释为理想化或过于正式化的意义。
图1是示出生物信号处理的示例的示图。
当包括噪声分量的生物信号通过傅里叶变换被转换为频域信号110时，相对高的频率分量可以是噪声分量，而相对低的频率分量可以是期望的信号。
在图1的示例中，示出与期望的信号的频带相应的信号窗120以及与噪声分量相应的噪声窗130。在该示例中，信号窗120不包括直流(DC)分量。
为了估计生物信号的质量，可使用频域信号110的信噪比(SNR)。可基于包括在信号窗120中的信号的电功率与包括在噪声窗130中的信号的电功率的比率来定义SNR。在基于SNR估计生物信号的质量的方法中，失真的生物信号可能被错误地确定为将被监测的目标生物信号。在下文中，将参照图2A和图2B提供详细的描述。
图2A和图2B是示出生物信号的示例的示图。
在图2A和图2B中，示出不同的生物信号，并且实线指示包括噪声分量的生物信号，虚线指示已经去除了噪声分量的生物信号。
参照图2A和图2B，虽然生物信号的平均功率是与噪声分量被排除时相似的水平，但是针对高频不规则变化的噪声分量的平均功率在图2A的示例中比在图2B的示例中高。当使用参照图1描述的方法来估计生物信号的质量时，图2B中示出的噪声分量的平均功率相对小的生物信号的质量被估计为较高。因此，图2B中示出的生物信号被确定为将被监测的目标生物信号。
生物信号具有周期性。即使生物信号包括噪声分量，在稳定状态下(例如，当用户不运动时)感测的生物信号也具有周期性。然而，在例如生物测量设备与用户不稳定接触的情况中，感测的生物信号可能不具有周期性。例如，虽然根据参照图1描述的方法，图2B中示出的生物信号的质量被估计为比图2A中示出的生物信号的质量高，但是由于图2B中示出的生物信号不具有周期性，因此图2B中示出的生物信号不适合用作将被监测的目标生物信号。相反，尽管图2A中示出的生物信号的质量被估计为比图2B中示出的生物信号的质量低，但是图2A中示出的生物信号适合用作将被监测的目标生物信号。因此，参照图1描述的方法不适合估计生物信号的质量。
图3A和图3B是示出生物信号处理的另一示例的示图。在图3A和图3B中，示出已经去除了噪声分量的生物信号。噪声分量是相对高的频率分量，因此可通过低通滤波器(LPF)被去除。
已经去除了噪声分量的生物信号的方差(例如，波动的范围)可被用于估计生物信号的质量。生物信号的强度(例如，振幅)的方差的增大指示生物信号的质量更高。在这样的情况下，图3B中示出的生物信号的质量被估计为比图3A中示出的生物信号的质量高。
然而，处于上述描述的原因，因为图3B中示出的生物信号不具有周期性，所以图3B中示出的生物信号不适合用作将被监测的目标生物信号。
图4至图10是示出生物信号处理的另一示例的示图。
在图4中，示出期望的生物信号xR(t)。当与周期Tp 410相应的基本波形g(t)420被重复R次时，结果的时域信号xR(t)可通过下面的等式1来表示。
当xR(t)通过傅里叶变换被转换为频域信号时，结果的频域信号XR(f)可通过下面的等式2来表示。
在等式2中，G(f)表示
当绝对值被应用到时，相邻峰值之间的零的数量是R-1。下文，将参照图5提供详细的描述。
在图5中，示出基于频率的参照图5，“Tp”是1。
当常数R是2时，峰值510与峰值511之间的具有0幅度的频率分量的数量是1。当R是3时，峰值521与峰值522之间的具有0幅度的频率分量的数量是2。当R是4时，峰值531与峰值532之间的具有0幅度的频率分量的数量是3。
基于上述参照图5提供的描述，XR(f)可通过下面的等式3来表示。
在等式3中，当m表示整数且频率f是m/Tp时，XR(f)＝G(f)·R。当f是在m/Tp与(m+1)/Tp之间以等距间隔出现的(Rm+1)/(RTp)，(Rm+2)/(RTp)，…，(Rm+R-1)/(RTp)时，XR(f)＝0。
由生物信号传感器感测的生物信号可以是数字信号或通过转换为数字信号获得的信号，因此离散傅里叶变换(DFT)可被用于生物信号的频率分析。可选地，与DFT相比具有更快的运算速度的快速傅里叶变换(FFT)可被用于生物信号的频率分析。DFT或FFT被应用到生物信号以获得DFT结果或FFT结果。
可从XR(f)获得DFT结果或FFT结果。例如，可使用通过将连续时间傅里叶变换(CTFT)中的频域采样值除以采样间隔获得的值，来从XR(f)获得DFT结果或FFT结果。采样间隔是时域样本之间的间隔。DFT结果或FFT结果XR[k]可通过下面的等式4来表示。
在等式4中，Ts表示采样间隔，k表示大于或等于0并且小于或等于N-1的整数。采样间隔是样本之间的时间间隔，或者样本之间的距离。N表示样本的总数以及FFT大小或FFT长度。
在等式4中，当k不是R的整倍数时，XR[k]变为0。相反地，当k是R的整倍数时，XR[k]不变为0。将参照图6A至图6D详细地描述与等式4相关的示例。
在图6A至图6C中示出时域信号，在图6D中示出频域信号。当图6A的信号610是基本波形时，图6B的信号611是基本波形被重复两次并且波形重复的数量是2的信号，图6C的信号612是基本波形被重复3次并且波形重复的数量是3的信号。
参照图6D，信号610、信号611和信号612通过DFT或FFT分别被转换为信号620、信号621和信号622。为了归一化信号620至信号622，将DFT或FFT结果除以R*Fs。Fs是Ts的倒数并且表示采样率。在图6A至图6D的示例中，Fs是250赫兹(Hz)。在图6D的曲线图中，横轴指示频率f。图6D的曲线图中的纵轴指示k的换算值，例如，k/(N*Ts)。
在信号621中，与第一频率分量相应的信号的幅度是0，与第二频率分量相应的信号的幅度不是0，与第三频率分量相应的信号的幅度是0，与第四频率分量相应的信号的幅度不是0。由于信号611是基本波形被重复两次的信号，因此与信号621的第二频率分量和第四频率分量相应的信号是期望的信号。
相似地，在信号622中，与第一频率分量、第二频率分量、第四频率分量以及第五频率分量相应的信号的幅度是0，与第三频率分量和第六频率分量相应的信号的幅度不是0。由于信号612是基本波形被重复三次的信号，因此与第三频率分量和第六频率分量相应的信号是期望的信号。
当基本波形被重复R次的生物信号被转换为频域信号时，期望的信号被分布在是R的整倍数的频率分量。
以上已经描述了期望的生物信号和期望的生物信号的频率特性。下文将描述由于例如噪声分量、运动伪影和白噪声而失真的生物信号以及失真的生物信号的频率特性。
包括噪声分量和其他畸变的生物信号可通过下面的等式5来表示。
在等式5中，“nr(t–rTp)”表示非重复分量，它是基于信号失真的值。虽然等式1中的xR(t)的波形与等式5中的xR(t)的波形不同，但是波形的形状是相似的。虽然等式5中的xR(t)由于非重复分量而不是期望的周期信号，但是等式5中的xR(t)具有近似周期性。等式5中的xR(t)的近似重复的波形的数量是R。等式1中的xR(t)的波形和等式5中的xR(t)的波形之间具有较高的相关性或相似性。
当等式5的生物信号xR(t)被采样，并且DFT或FFT被应用到采样的信号时，频域信号XR[k]被获得。XR[k]可通过下面的等式6来表示。
在等式6中，“Nr(f)”被定义为当频率分量不是R的整倍数时，XR[k]不是0。基于k的XR[k]被示出为图7中的图形。在下文中，将参照图7提供详细的描述。
图7示出基于k的XR[k]的图形。
当期望的生物信号的波形被重复R次时，与是R的整倍数的频率分量相应的信号的幅度较大，不是R的整倍数的频率分量不存在。相似地，当包括非重复分量的生物信号的波形被重复R次时，与是R的整倍数的频率分量相应的信号的幅度较大，而与不是R的整倍数的频率分量相应的信号的幅度较小。如图7中所示，当包括非重复分量的生物信号的波形被重复4次时，与是4的整倍数的频率分量相应的信号的幅度大于与不是4的整倍数的频率分量相应的信号的幅度。
在一个示例中，基于与R的整倍数相应的频率分量以及不与R的整倍数相应的频率分量定义的质量度量被用于估计生物信号的质量。例如，可基于与是R的整倍数的频率分量相应的信号的电功率或强度以及与不是R的整倍数的频率分量相应的信号的电功率或强度来计算质量度量，并且可基于质量度量来估计生物信号的质量。例如，当包括非重复分量的生物信号的波形被重复R次时，因为与是R的整倍数的频率分量相应的信号的幅度大于与不是R的整倍数的频率分量相应的信号的幅度，所以生物信号的质量度量将是较大的。具有周期性的生物信号的质量度量将是较大的，而不具有周期性的生物信号的质量度量将是较小的。
与R的整倍数相应的频率分量被称为目标分量，而不与R的整倍数相应的频率分量被称为非目标分量。此外，与目标分量相应的信号被称为目标分量信号，而与非目标分量相应的信号被称为非目标分量信号。将参照图8描述质量度量的示例。
图8示出质量度量的示例。
参照图8，R-1个非目标分量被分布在k是R的频率分量与k是2R的频率分量之间。
质量度量SNRRS(M,R)可被定义为M个目标分量信号810的电功率的和与M*(R-1)个非目标分量信号820的电功率的和之间的比率。在这样的情况下，质量度量SNRRS(M,R)可通过下面的等式7来表示。
在图9A至图9C中示出基于等式7计算质量度量的示例。
在图9A至图9C的示例中，R是3。图9A示出M是1的质量度量SNRRS(1,3)的示例，图9B示出M是2的质量度量SNRRS(2,3)的示例，图9C示出M是3的质量度量SNRRS(3,3)的示例。M表示目标分量的数量。
在图9A的示例中，目标分量信号910的电功率和非目标分量信号911的电功率被用于计算质量度量。将被用于计算质量度量的非目标分量是分布在目标分量的右侧的频率分量。
在图9B的示例中，目标分量信号921的电功率和非目标分量信号922的电功率被用于计算质量度量。目标分量的数量是2，非目标分量是分布在两个目标分量中的每个的右侧的频率分量。当k是3的目标分量是参考分量时，k是4和5的频率分量是与参考分量相应的非目标分量。当k是6的目标分量是参考分量时，k是7和8的频率分量是与参考分量相应的非目标分量。
在图9C的示例中，目标分量信号931的电功率和非目标分量信号932的电功率被用于计算质量度量。目标分量的数量是3，非目标分量是分布在三个目标分量中的每个的右侧的频率分量。
如以上所描述的，可使用目标分量信号的电功率以及分布在目标分量信号的右侧的非目标分量信号的电功率来计算质量度量。
提供参照图9A至图9C描述的示例仅作为示意性示例，因此质量度量不受限于参照图9A至图9C描述的示例。在下文中，将参照图10描述质量度量的另一示例。
图10是示出质量度量的另一示例的示图。
与图9A至图9C示出的示例不同，将被用于计算质量度量的非目标分量是分布在目标分量的左侧的频率分量以及分布在目标分量的右侧的频率分量。在图10的示例中，当k是R的目标分量是参考分量时，分布在参考分量的左侧的一个频率分量以及分布在参考分量的右侧的两个频率分量是与参考分量相应的非目标分量。相似地，当k是2R的目标分量是参考分量时，2R-1频率分量、2R+1频率分量以及2R+2频率分量是与参考分量相应的非目标分量。图10中示出的质量度量的另一示例可通过下面的等式8来表示。
在等式8中，“Lleft”和“Lright”表示整数，并且Lleft+Lright＝R-1。
如图10中所示，可基于目标分量信号1010的电功率以及非目标分量1020的电功率来计算质量度量。
虽然未在图10中示出，但是在一个示例中，使用非目标分量的电功率的最大电功率来计算质量度量。在另一示例中，基于M个目标分量信号的电功率的和以及非目标分量信号的电功率的最大电功率来计算质量度量。质量度量的另一示例可通过下面的等式9来表示。
具有最大电功率的非目标分量被识别，M个目标分量信号的电功率的和相比于M*(R-1)*最大电功率的值被计算作为质量度量。此外，与等式9不同，可使用目标分量信号的电功率的最大电功率或最小电功率来计算质量度量。例如，M*最大电功率的值相比于非目标分量信号的电功率的和可被计算作为质量度量。此外，M个目标分量信号的电功率的和相比于M*(R-1)*最小电功率可被计算作为质量度量。最小电功率是非目标分量信号的电功率的最小电功率。
提供参照图10描述的示例仅作为示意性示例，因此质量度量不受限于参照图10描述的示例。
图11是示出生物信号处理设备1100的示例的示图。
参照图11，生物信号处理设备1100包括通信接口1110和处理器1120。
通信接口1110接收生物信号。例如，通信接口1110包括处理器1120的输入端口和输出端口。通信接口1110通过总线(未示出)接收由传感器感测的生物信号，处理器1120从通信接口1110接收生物信号。
处理器1120设置生物信号的目标间隔。目标间隔是被设置为计算将被用于估计生物信号的质量的质量度量的间隔。如下文所描述，目标间隔是将被监测的目标生物信号。处理器1120将包括在第一点与第二点之间的生物信号设置为目标间隔。此外，可基于生物信号的特性来设置目标间隔。例如，正常的心率范围是每分钟60至100次，处理器1120可基于正常的心率范围来设置目标间隔。此外，处理器1120还可基于除了正常的心率范围之外的偏离正常的心率范围的异常范围来设置目标间隔。异常范围可以是预设范围。
处理器1120基于目标分量和非目标分量来计算与目标间隔相应的质量度量。目标分量是目标间隔的频率分量中与设置值相应的频率分量，非目标分量是目标间隔的频率分量中不与设置值相应的频率分量。
当目标间隔被设置时，处理器1120将目标间隔转换为频域信号。例如，从通信接口1110输入的生物信号是被采样的生物信号，因此处理器1120将DFT或FFT应用到从通信接口1110输入的生物信号。
处理器1120将频域信号的频率分量中是设置值的整数倍的频率分量定义为目标分量。此外，处理器120将不是设置值的整数倍的频率分量定义为非目标分量。
处理器1120提取第一数量的目标分量信号，并且提取第二数量的非目标分量信号。基于第一数量和设置值来定义第二数量。当第一数量是M并且设置值是R时，第二数量的值是M*(R-1)。处理器1120使用提取的第一数量的信号的电功率以及提取的第二数量的信号的电功率来计算质量度量，并且质量度量可通过下面的等式10或11来表示。
在等式11中，分母的部分表示分布在目标分量信号的左侧的非目标分量信号的电功率，分母的部分表示分布在目标分量信号的右侧的非目标分量信号的电功率。
此外，处理器1120可使用非目标分量信号的电功率的最大电功率以及目标分量信号的电功率来计算质量度量，并且质量度量可通过下面的等式12来表示。
处理器1120在质量度量被计算之后改变目标间隔和设置值中的一个或两个。为了改变目标间隔，处理器1120扩大目标间隔。扩大目标间隔表示设置新的目标间隔。处理器1120设置时间上与目标间隔不同的新的目标间隔。此外，为了改变设置值，处理器1120增大或减小设置值。处理器1120在不改变目标间隔的情况下来改变设置值R。
处理器1120基于目标间隔和设置值中的一个或两个的改变来计算与质量度量不同的另一质量度量。处理器1120计算与改变的目标间隔相应的质量度量。此外，处理器1120使用改变的设置值来计算另一质量度量。例如，处理器1120计算在R是2时的SNRRS(M,R)以及R是3时的SNRRS(M,R)。在另一示例中，处理器1120通过改变M和R的值来计算不同的质量度量。在另一示例中，处理器1120通过改变设置值和目标间隔来计算与质量度量不同的另一质量度量。
提供以上所描述的计算另一质量度量的示例仅作为示意性示例，因此计算另一质量度量不受限于以上描述。
处理器1120基于质量度量估计生物信号的质量。处理器1120基于质量度量和另一质量度量来确定第一最大质量度量。第一最大质量度量是质量度量和另一质量度量中的最大值。处理器1120将第一最大质量度量存储在存储器中。此外，处理器1120将与第一最大质量度量相应的目标间隔的识别信息(例如，目标间隔的开始样本的索引以及结束样本的索引)存储在存储器中。
在一个示例中，处理器1120接收与生物信号(在下文被称为第一生物信号)不同的另一生物信号(在下文被称为第二生物信号)。第二生物信号的感测通道与第一生物信号的感测通道不同。可选地，在与第一生物信号被感测的时间不同的时间感测第二生物信号。第二生物信号的感测通道和/或第二生物信号被感测的时间间隔不同于第一生物信号的感测信道和/或第一生物信号被感测的时间间隔。处理器1120使用与估计第一生物信号的质量相同的方法来估计第二生物信号的质量。处理器1120基于第一生物信号的质量以及第二生物信号的质量来确定将被监测的目标生物信号。
在一个示例中，处理器1120计算第二生物信号的多个质量度量，并且确定所述多个质量度量中的第二最大质量度量。第二最大质量度量是所述多个质量度量中的最大值。当第二最大质量度量被确定时，处理器1120确定第二最大质量度量和第一最大质量度量中的最大值。处理器1120将与该最大值相应的目标间隔确定为将被监测的目标生物信号。
在另一示例中，处理器1120确定第一最大质量度量是否大于或等于阈值。当第一最大质量度量大于或等于阈值时，处理器1120将与第一最大质量度量相应的目标间隔确定为将被监测的目标生物信号。当将被监测的目标生物信号被确定时，处理器1120暂停获得第二最大质量度量。在这样的情况下，处理器1120生成控制信号以提供暂停获得第二最大质量度量的指令。当第一质量度量小于阈值时，处理器1120确定第二最大质量度量是否大于或等于阈值。当第二最大质量度量小于阈值时，处理器1120将又一生物信号的最大质量度量与阈值比较，以确定将被监测的目标生物信号。当感测的生物信号中的每个的最大质量度量都小于阈值时，处理器1120生成控制信号，以提供感测生物信号的指令。生物信号基于控制信号被感测。
在一个示例中，处理器1120将确定的生物信号的非目标分量信号的幅度定义为预设值。例如，处理器1120将非目标分量信号的幅度定义为0，从而确定的生物信号不具有非目标分量。由于确定的生物信号是频域信号，因此处理器1120将确定的生物信号转换为时域信号。例如，处理器1120通过将反快速傅里叶变换(IFFT)应用到确定的生物信号，来将确定的生物信号转换为时域信号。当非目标分量信号的幅度被定义为0时，通过转换获得的时域信号是去除了噪声分量的信号。
确定为被监测的目标生物信号通过通信器被发送到外部装置。通信器可被包括在生物信号处理设备1100中。可选地，通信器可以是与生物信号处理设备1100物理分开并且位于生物信号处理设备1100外部的装置。生物信号处理设备1100控制通信器将确定为被监测的目标生物信号发送到外部装置。由通信器所支持的通信方法可包括，例如，无线局域网(WLAN)方法、Wi-Fi方法、数字生活网络联盟(DLNA)方法、无线宽带(WiBro)方法、全球微波互联接入(WiMAX)方法、高速下行分组接入(HSDPA)方法、蓝牙方法、射频识别(RFID)方法、红外数据组织(IrDA)方法、超宽带(UWB)方法、ZigBee方法以及近场通信(NFC)方法。发送到外部装置的生物信号可被监测，因此用户的健康信息可通过监测而被获得。
参照图1至图10提供的描述也可应用于图11，因此已经省略图11的更加详细的描述。
图12至图14是示出计算质量量度的处理的示例的示图。
在图12中，示出生物信号1210。参照图12，生物信号1210被输入到生物信号处理设备。输入到生物信号处理设备的生物信号1210是基于采样率被采样并且经由模数转换器(ADC)的信号。
生物信号处理设备设置目标间隔。生物信号处理设备将Nmin个样本设置到目标间隔1220。“Ts”表示是采样率的倒数的采样间隔。目标间隔1220的时间长度是Nmin*Ts。生物信号处理设备通过Nmin点的FFT将目标间隔1220转换为频域信号。生物信号处理设备基于频域信号的频率分量中的目标分量以及非目标分量，来计算与目标间隔1220相应的质量度量1221。当质量度量1221被计算时，生物信号处理设备改变目标间隔1220。生物信号处理设备将目标间隔1220的样本的数量增大Ndelta的值，以设置目标间隔1230。目标间隔1230的时间长度是(Nmin+Ndelta)*Ts。
当目标间隔1230被设置时，生物信号处理设备计算与目标间隔1230相应的质量度量1231。生物信号处理设备比较质量度量1221与质量度量1231。生物信号处理设备从质量度量1221和质量度量1231选择更大的质量度量。在该示例中，质量度量1231被假设为大于质量度量1221。
基于选择质量度量1231，生物信号处理设备将目标间隔1230的样本的数量增大Ndelta的值，以设置目标间隔1240，并且计算与目标间隔1240相应的质量度量1241。生物信号处理设备比较质量度量1231与质量度量1241，并且从质量度量1231和质量度量1241选择更大的质量度量。在该示例中，质量度量1241被假设为大于质量度量1231。
基于选择质量度量1241，生物信号处理设备将Nmax个样本设置到目标间隔1250，并且计算与目标间隔1250相应的质量度量1251。生物信号处理设备比较质量度量1241与质量度量1251，并且从质量度量1241和质量度量1251选择更大的质量度量。在该示例中，质量度量1241被假设为大于质量度量1251。
因此，质量度量1241和目标间隔1240通过处理生物信号1210而被获得。
生物信号处理设备使用参照图12描述的方法来处理多个生物信号，并且获得每个生物信号的最大质量度量。
可基于生物信号的特性来预先设置Nmin的值和Nmax的值。例如，可基于正常的心率范围来设置Nmin和Nmax的各自的值。除了正常的心率范围之外，还可基于偏离正常的心率范围的异常心率范围来设置Nmin和Nmax的值。异常心率范围可以是系统中的给定值。
基于目标间隔1220、1230、1240以及1250的波形，在质量度量1221、1231、1241以及1251中识别最大值。当质量度量的设置值是R并且生物信号的波形被重复R次时，生物信号的质量度量将是较大的。在图12中，当R是3(R＝3)时，质量度量1241是最大值。由于波形在目标间隔1240中被重复三次，因此质量度量1241是最大值。将参照图13详细地描述生物信号的波形重复的数量与质量度量之间的关系。
在频域分析中，因为与目标间隔1240的频率分量中是R的整倍数的第三频率分量和第六频率分量相应的信号的幅度较大，而与不是R的整倍数的频率分量相应的信号的幅度较小，所以质量度量1241是最大值。在该示例中，基于等式10至等式12的质量度量的特性被采用。在下文中，将参照示出频域信号的图13来提供详细的描述。
在图13中，示出与目标间隔1310、目标间隔1320以及目标间隔1330分别相应的频域信号1311、频域信号1321以及频域信号1331。
在该示例中，M是2(M＝2)并且R是3(R＝3)。
参照等式13，与目标间隔1310相应的质量度量是-1.18分贝(dB)，与目标间隔1320相应的质量度量是20.41分贝(dB)，与目标间隔1330相应的质量度量是-2.88分贝(dB)。
与在频域信号1311、频域信号1321以及频域信号1331的图形中的线改变方向的点相应的频率是频率分量。由于R被设置为3，因此频域信号1311的第三频率分量和第六频率分量是目标分量。在频域信号1311的情况下，目标分量信号1312和非目标分量信号1313不是可辨识的。因此，在频域分析中，期望的信号通过频域信号1311不能被识别。相似地，在频域信号1331的情况下，目标分量信号1332和非目标分量信号1333是不可辨识的。
在频域信号1321的情况下，目标分量信号1322和非目标分量信号1323是可辨识的。作为目标分量信号1322的第三频率分量信号和第六频率分量信号的幅度大于作为非目标分量信号1323的另外的频率分量信号的幅度。因此，与目标间隔1320相应的质量度量大于其他质量度量，并且期望的信号能够通过目标分量被识别。在频域分析中，期望的信号可通过频域信号1321被识别。
在一个示例中，当目标间隔1310被扩大为更接近于目标间隔1320时，质量度量增大。当目标间隔1320被扩大为更接近于目标间隔1330时，质量度量减小。目标间隔1310与目标间隔1320之间的目标间隔的频域信号将比频域信号1311更接近于频域信号1321，因此与目标间隔1310和目标间隔1320之间的目标间隔相应的质量度量将大于与目标间隔1310相应的质量度量。相似地，与目标间隔1320和目标间隔1330之间的目标间隔相应的质量度量将大于与目标间隔1330相应的质量度量。
此外，目标间隔1310至目标间隔1330的波形出现的数量与质量度量相关联。如图13中所示，目标间隔1310中的波形重复的数量小于三次，目标间隔1320中的波形重复的数量是三次，目标间隔1330中的波形重复的数量大于三次。由于目标间隔1320的扩大，因此目标间隔1330中的波形重复的数量大于三次。当目标间隔1320中的波形重复的数量对应于R时，与目标间隔1320相应的质量度量将大于目标间隔1310和目标间隔1330各自的质量度量。当波形重复的数量对应于R时，目标分量信号的幅度将大于非目标分量信号的幅度，因此质量度量将更大。相似地，参照图12，与质量度量1241相应的目标间隔1240中的波形重复的数量是三次，在其他目标间隔中的波形重复的数量小于或大于三次。由于目标间隔1240中的波形重复的数量对应于R，因此质量度量1241大于其他质量度量。
因此，目标间隔1310可被扩大，以发现波形被重复与设置值R相应的次数的目标间隔1320。
参照图12和图13提供的描述也可被应用到图10，因此已经省略图10的更加详细的解释。
在图14中，示出生物信号1410的示例。
生物信号处理设备设置目标间隔1420，并且计算与目标间隔1420相应的第一质量度量。生物信号处理设备将目标间隔1420扩大第一步长。例如，生物信号处理设备将目标间隔1420的样本的数量增大第一步长。当目标间隔1420被扩大时，目标间隔1421被设置。生物信号处理设备计算与目标间隔1421相应的第二质量度量，并且将第一质量度量与第二质量度量比较。然后生物信号处理设备将目标间隔1421扩大第一步长。当目标间隔1421被扩大时，目标间隔1422被设置。生物信号处理设备计算与目标间隔1422相应的第三质量度量。在该示例中，第二质量度量被假设为在第一质量度量、第二质量度量和第三质量度量中是最大的。
在一个示例中，生物信号处理设备使用第一步长来改变目标间隔，并且选择第一步长被使用的第一改变的目标间隔中的任意一个。为了进行选择，生物信号处理设备使用质量度量。在图14中，生物信号处理设备从目标间隔1420、目标间隔1421以及目标间隔1422选择与具有最大值的质量度量相应的目标间隔1421。
生物信号处理设备使用第二步长来改变选择的、改变的目标间隔。第二步长可小于第一步长。在图14中，生物信号处理设备将目标间隔1421扩大或减小第二步长。当目标间隔1421被减小第二步长时，目标间隔1430被设置。当目标间隔1421被扩大第二步长时，目标间隔1431被设置。分别与目标间隔1421、目标间隔1430以及目标间隔1431相应的质量度量中的最大值被确定为最大质量度量。
在一个示例中，生物信号处理设备通过将目标间隔改变第一步长来处理生物信号，并且确定基于处理的结果计算的质量度量的方向性。也就是说，生物信号处理设备确定质量度量增大还是减小。如图14中所示，第一质量度量小于第二质量度量，并且第二质量度量大于第三质量度量。当目标间隔1420被扩大为目标间隔1421时，质量度量增大。当目标间隔1421被扩大到目标间隔1422时，质量度量减小。因此，与最大质量度量相应的目标间隔大于或等于目标间隔1421并且小于目标间隔1422。生物信号处理设备将目标间隔1421扩大第二步长，并且计算与扩大的目标间隔相应的质量度量。
参照图1至图13提供的描述也可应用于图14，因此已经省略图14的更加详细的描述。
图15是示出生物信号处理设备1500的另一示例的示图。
参照图15，生物信号处理设备1500包括质量度量定义器1510、质量估计器1520以及确定器1530。
质量度量定义器1510基于生物信号的目标间隔的目标分量和非目标分量来定义质量度量。目标分量是对应于设置值的目标间隔的频率分量，而非目标分量是不对应于设置值的目标间隔的频率分量。
质量度量定义器1510将目标间隔转换为频域信号，并且将频域信号的频率分量中是设置值的整倍数的频域分量定义为目标分量。此外，质量度量定义器1510提取第一数量的目标分量信号以及第二数量的非目标分量信号。第二数量基于第一数量和设置值被定义。质量度量定义器1510使用提取的第一数量的目标分量信号的电功率以及提取的第二数量的非目标分量信号的电功率来定义质量度量。
质量估计器1520基于质量度量来估计生物信号的质量。例如，质量估计器1520通过获得生物信号的各个典型的质量度量来估计生物信号的质量。在下文中，将描述估计多个生物信号中的单独的生物信号的质量的方法。质量估计器1520通过改变单独的生物信号的目标间隔和设置值中的一个或两个来获得多个质量度量。质量估计器1520基于质量度量获得最大质量度量，并且将最大质量度量确定为典型的质量度量。此外，质量估计器1520将与典型的质量度量相应的目标间隔存储在存储器中。相似地，质量估计器1520确定另一生物信号的典型的质量度量，并且将与典型的质量度量相应的目标间隔存储在存储器中。
确定器1530基于生物信号的质量来确定将被监测的目标生物信号。在一个示例中，确定器1530将与典型的质量度量的最大值相应的目标间隔确定为将被监测的目标生物信号。在另一示例中，确定器1530确定单独的生物信号的典型的质量度量是否大于或等于阈值，并且当确定器1530确定该单独的生物信号的典型的质量度量大于或等于阈值时，将与典型的质量度量相应的目标间隔确定为将被监测的目标生物信号。
确定器1530将确定的生物信号的非目标分量信号的幅度定义为预设值。例如，非目标分量信号的幅度被设置为0，由此来去除确定的生物信号的噪声分量以及其他畸变。
确定器1530获得确定的生物信号的周期信息。
参照图1至图14提供的描述也可应用于图15，因此已经省略图15的更加详细的描述。
图16是示出确定生物信号中将被监测的目标生物信号的处理的示例的示图。
在图16中，感测的Ntrial次的生物信号被假设为通过Nchannel个感测通道被发送到生物信号处理设备。生物信号处理设备处理Nchannel*Ntrial个生物信号，以确定将被监测的目标生物信号。
在图16中，示出多个生物信号，例如，生物信号1611、生物信号1621、生物信号1631、生物信号1641以及生物信号1651。虽然生物信号1611至生物信号1651的感测通道是相同的，但是生物信号1611至生物信号1651的感测的时间间隔是不同的。生物信号处理设备处理在不同的时间间隔(例如，时间间隔1610、时间间隔1620、时间间隔1630、时间间隔1640以及时间间隔1650)中感测的生物信号1611至生物信号1651，并且基于处理的结果确定将被监测的目标生物信号。
当SNR是最大质量度量(例如，最大质量度量1613、最大质量度量1623、最大质量度量1633、最大质量度量1643以及最大质量度量1653)时，目标间隔(例如，目标间隔1612、目标间隔1622、目标间隔1632、目标间隔1642以及目标间隔1652)分别对应于最大质量度量1613至最大质量度量1653。在该示例中，在设置值是3的情况下计算质量度量。
生物信号处理设备选择最大质量度量1613至最大质量度量1653中具有最大值的最大质量度量。如图16中所示，最大质量度量1643在最大质量度量1613至最大质量度量1653中具有最大值，因此生物信号处理设备将与最大质量度量1643相应的目标间隔1642确定为将被监测的目标生物信号。
如以上所描述，目标间隔1642中的波形重复的数量对应于设置值，而其他目标间隔中的波形重复的数量不对应于设置值。生物信号中的将被监测的目标生物信号的波形重复的数量对应于设置值。生物信号处理设备通过将目标间隔1642的时间长度除以设置值来获得目标间隔1642的周期信息。生物信号处理设备使用周期信息来估计用户的健康信息，并将周期信息发送到外部监测装置。
在一个示例中，生物信号处理设备基于确定的将被监测的生物信号的波形图案，来执行用户认证。例如，生物信号处理设备将目标间隔1642的波形图案与预存储的波形图案比较，并且当比较的结果指示波形图像相似于或对应于预存储的波形图案时，生物信号处理设备认证用户。
参照图1至图15提供的描述也可应用于图16，因此已经省略图16的更加详细的描述。
图17是示出生物信号处理设备1700的另一示例的示图。
参照图17，生物信号处理设备1700包括检测器1710、质量估计器1720、质量比较器1730以及生物信号选择器1740。
检测器1710感测生物信号。例如，检测器1710包括血管容积图(PPG)传感器，并且感测用户的PPG信号。
检测器1710在多个时间间隔期间通过多个感测通道来感测用户的生物信号。例如，Nchannel个感测通道与用户的身体接触，生物信号通过每个感测通道被感测Ntrial次。在这样的示例中，检测器1710感测Nchannel*Ntrial个生物信号。检测器1710将Nchannel*Ntrial个生物信号中的第一生物信号发送到质量估计器1720。
质量估计器1720估计第一生物信号的质量。
质量估计器1720包括目标间隔设置器1721、频域信号转换器1722、质量度量计算器1723以及最大质量度量更新器1724。
目标间隔设置器1721设置第一生物信号的目标间隔。例如，目标间隔设置器1721将包括在第一生物信号的第一时间点与第二时间点之间的生物信号设置为目标间隔。概括地，目标间隔设置器1721设置从第一个样本至第Nmin个样本的目标间隔。Nmin是预设值。可选地，目标间隔设置器1721设置从第n个样本至第Nmin个样本的目标间隔。n的值小于Nmin的值。提供以上所描述的目标间隔仅作为示例，因此目标间隔不受限于这些示例。
频域信号转换器1722将目标间隔转换为频域信号。例如，频域信号转换器1722通过FFT或DFT来将目标间隔转换为频域信号。此外，频域信号转换器1722可调节频域信号的幅度和/或频率。
质量度量计算器1723计算频域信号的质量度量。对应于设置值的频域信号的频率分量被称为目标分量，不对应于设置值的频域信号的频率分量被称为非目标分量。质量度量计算器1723基于目标分量和非目标分量来计算频域信号的质量度量。
最大质量度量更新器1724更新第一生物信号的最大质量度量。当前通过内循环1725计算的质量度量是第一质量度量。最大质量度量更新器1724将第一质量度量与之前通过内循环1725计算的之前的质量度量比较，并且确定第一质量度量和之前的质量度量中的哪个具有更大值。在该示例中，第一质量度量被假设为大于之前的质量度量。当更大值被确定时，最大质量度量更新器1724将反馈信号传输到目标间隔设置器1721。
目标间隔设置器1721基于反馈信号来更新第一生物信号的目标间隔。如以上所描述，由于目标间隔从第一个样本持续到第Nmin个样本，因此目标间隔设置器1721将目标间隔更新为从第一个样本持续到第Nmin+Ndelta个样本。
频域信号转换器1722将更新的目标间隔转换为频域信号，质量度量计算器1723计算与更新的目标间隔相应的质量度量。与更新的目标间隔相应的质量度量是第二质量度量，最大质量度量更新器1724将第一质量度量与第二质量度量比较，以确定第一质量度量和第二质量度量中的哪个具有更大值。当最大质量度量更新器1724确定第二质量度量大于第一质量度量时，最大质量度量更新器1724更新第一生物信号的最大质量度量。
当反馈信号被传输到目标间隔设置器1721时，目标间隔被更新为从第一个样本至第Nmax个样本的目标间隔，并且与从第一个样本至第Nmax个样本的目标间隔相应的质量度量可被计算，因此最大质量度量被更新。在该示例中，Nmax的值是预设值。
基于内循环1725，目标间隔设置器1721、频域信号转换器1722、质量度量计算器1723以及最大质量度量更新器1724的操作被重复。通过操作的重复，质量估计器1720确定第一生物信号的最大质量度量，并且将与最大质量度量相应的目标间隔存储在存储器中。质量估计器1720将第一生物信号的最大质量度量传输到质量比较器1730。第一生物信号的质量度量被称为第一最大质量度量。
在一个示例中，质量比较器1730将第一最大质量度量与通过外循环1731输入的之前的最大质量度量比较，以确定第一最大质量度量和之前的最大质量度量中的哪个具有更大值。在该示例中，第一最大质量度量被假设为大于之前的最大质量度量。当质量比较器1730确定第一最大质量度量具有更大值时，质量比较器1730生成反馈信号并且将反馈信号发送到检测器1710。
在另一示例中，质量比较器1730将第一最大质量度量与阈值比较。当质量比较器1730确定第一最大质量度量大于或等于阈值时，质量比较器1730终止外循环1731并且将第一最大质量度量传输到生物信号选择器1740。当质量比较器1730确定第一最大质量度量小于阈值时，质量比较器1730生成反馈信号并且将反馈信号发送到检测器1710。
检测器1710将感测的Nchannel*Ntrial个生物信号中的第二生物信号传输到质量估计器1720。基于内循环1725，质量估计器1720确定第二生物信号的最大质量度量，并且将与最大质量度量相应目标间隔存储在存储器中。质量估计器1720将第二生物信号的最大质量度量传输到质量比较器1730。在该示例中，第二生物信号的最大质量度量被称为第二最大质量度量。质量比较器1730将第一最大质量度量与第二最大质量度量比较，以确定第一最大质量度量和第二最大质量度量中的哪个具有更大值。当更大值被确定时，外循环1731被重复。
当外循环1731被重复Nchannel*Ntrial次时，Nchannel*Ntrial个生物信号的各个最大质量度量被确定，并且与最大质量度量相应的各个目标间隔被存储在存储器中。当外循环1731的重复终止时，Nchannel*Ntrial个最大质量度量中的最大值被传输到生物信号选择器1740。当Nchannel*Ntrial个生物信号中的每个的最大质量度量小于阈值时，质量比较器1730生成提供感测生物信号的指令的反馈信号，并且将反馈信号发送到检测器1710。检测器1710感测生物信号。
生物信号选择器1740将与最大值相应的目标间隔确定为将被监测的目标生物信号。
参照图1至图16提供的描述也可应用于图17，因此已经省略图17的更加详细的描述。
图18是示出生物信号处理方法的示例的流程图。可通过生物信号处理设备来执行参照图18描述的生物信号处理方法。
参照图18，在操作1810中，生物信号处理设备接收生物信号。生物信号处理设备可从传感器接收生物信号。
在操作1820中，生物信号处理设备设置生物信号的目标间隔。
在操作1830中，生物信号处理设备基于目标分量和非目标分量来计算与目标间隔相应的质量度量。目标分量是对应于设置值的目标间隔的频率分量，非目标分量是不对应于设置值的目标间隔的频率分量。
在操作1840中，生物信号处理设备基于质量度量估计生物信号的质量。
参照图1至图17提供的描述也可应用于图18，因此已经省略图18的更加详细的描述。
图19是示出生物信号处理方法的另一示例的流程图。可通过生物信号处理设备来执行参照图19描述的生物信号处理方法。
参照图19，在操作1910中，生物信号处理设备基于单独的生物信号的目标间隔的目标分量和非目标分量，来定义与目标间隔相应的质量度量。
在操作1920中，生物信号处理设备基于质量度量来估计多个生物信号的质量。
在操作1930中，生物信号处理设备基于生物信号的质量确定将被监测的目标生物信号。
参照图1至图17提供的描述也可应用于图19，因此已经省略图19的更加详细的描述。
图20示出包括生物信号处理设备的终端2000的示例。
参照图20，终端2000包括传感器2010。传感器2010包括多个传感器，并且感测用户的各种生物信号。例如，传感器2010感测PPG信号、身体温度以及生物阻抗。
传感器2010使用多个感测通道来感测生物信号。此外，传感器2010在多个时间间隔中感测生物信号。例如，在N个感测通道以及M个时间间隔的情况下，由传感器2010感测的生物信号的数量是N*M。
在图20中所示的示例中，传感器2010感测在用户的指尖的生物信号。然而，传感器2010可位于终端2000的另一部位，例如，在终端2000的后面和侧面上，并且通过接触不是用户的手指的用户的另一身体部位来感测生物信号。
由传感器2010感测的生物信号被传输到包括在终端2000中的生物信号处理设备。被传输到生物信号处理设备的生物信号具有相同类型。生物信号处理设备处理每个生物信号。生物信号处理设备从第一生物信号的质量度量选择第一最大质量度量，并且从第二生物信号的质量度量选择第二最大质量度量。第一生物信号和第二生物信号是相同类型的生物信号。生物信号处理设备选择第一最大质量度量和第二最大质量度量中的最大值，并且将与最大值相应的目标间隔确定为将被监测的目标生物信号。
终端2000使用将被监测的目标生物信号，来获得与用户的健康状况相关联的健康信息。例如，终端2000获得用户的心率。终端2000把将被监测的生物信号传输到外部监测装置。
通过执行以上描述的生物信号处理，具有期望的质量的生物信号可被用于监测用户的健康状况。
参照图1至图19提供的描述也可应用于图20，因此已经省略图20的更加详细的描述。
图21示出包括生物信号处理设备的可穿戴装置2100的示例。
参照图21，可穿戴装置2100包括传感器(未示出)。虽然在图21中可穿戴装置2100被示出为手表型可穿戴装置，但是可穿戴装置2100不受限于所示出的手表型可穿戴装置。
可穿戴装置2100通过传感器感测用户的生物信号。传感器接触用户手腕的身体不同部位，并且感测身体不同位置的生物信号。例如，传感器感测三个至六个身体不同位置的生物信号。包括在可穿戴装置2100中的生物信号处理设备处理感测的生物信号。
当可穿戴装置2100与用户不稳定接触时，或者穿戴可穿戴装置2100的用户执行大量运动时，可穿戴装置2100可感测并处理失真的生物信号。例如，可穿戴装置2100可感测并处理图2B中示出的失真的生物信号。当失真的生物信号被用于监测用户的健康时，会从中获得错误结果。
如同在图20中示出的终端2000的情况，可穿戴装置2100处理多个生物信号并且从生物信号提取具有期望的质量的生物信号。由于生物信号处理设备使用通过多个感测通道和/或在多个时隙中感测的生物信号，因此由于不稳定环境或者其他原因引起的失真的生物信号不会被用于监测用户的健康，仅有在稳定环境中感测的生物信号会被用于监测用户的健康。此外，在此描述的生物信号处理方法包括从多个生物信号选择具有期望的质量的生物信号，因此在此描述的生物信号处理方法对不稳定环境或移动环境具有鲁棒性。
虽然未在图21中示出，但是生物信号处理设备可被包括在将被附着到用户身体的传感器中。
传感器、可穿戴装置2100以及用户终端可形成无线体域网(WBAN)。传感器和/或可穿戴装置2100感测多个生物信号，并且从生物信号选择具有期望的质量的生物信号。传感器和/或可穿戴装置2100将选择的生物信号发送到终端。终端通过经由互联网将选择的生物信号发送到外部监测装置或者通过分析选择的生物信号，来获得与用户的健康相关联的信息。
参照图1至图19提供的描述也可应用于图21，因此已经省略图21的更加详细的描述。
通过硬件组件来实现执行在此参照图4-图21所描述的操作的图11中示出的生物信号处理器1100、通信接口1110和处理器1120、图15中示出的生物信号处理设备1500、质量度量定义器1510、质量估计器1520和确定器1530、图17中示出的生物信号处理设备1700、检测器1710、质量估计器1720、目标间隔设置器1721、频域信号转换器1722、质量度量计算器1723、最大质量度量更新器1724、质量比较器1730以及生物信号选择器1740。硬件组件的示例包括控制器、传感器、生成器、驱动器、存储器、比较器、算术逻辑单元、加法器、减法器、乘法器、除法器、积分器以及本领域普通技术人员所知的任何其他电子组件。在一个示例中，通过计算硬件，例如，通过一个或多个处理器或计算机来实现硬件组件。通过一个或多个处理元件(诸如，逻辑门阵列、控制器和算术逻辑单元、数字信号处理器、微型计算机、可编程逻辑控制器、现场可编程门阵列、可编程逻辑阵列、微处理器或者本领域普通技术人员所知的能够以限定方式响应并执行指令以达到预期结果的任何其他装置或装置的组合)来实现处理器或计算机。在一个示例中，处理器或计算机包括或者被连接到存储由处理器或计算机执行的指令或软件的一个或多个存储器。由处理器或计算机实现的硬件组件执行指令或软件(诸如操作系统(OS)和在OS上运行的一个或多个软件应用)，以执行在此描述的关于图4至图21的操作。硬件组件还响应于指令或软件的执行来访问、操控、处理、创建和存储数据。为简单起见，单数术语“处理器”或“计算机”可被用于在此描述的示例的描述，但是，在其他示例中，多个处理器或计算机被使用，或者处理器或计算机包括多个处理元件或多种类型的处理元件或二者。在一个示例中，硬件组件包括多个处理器，在另一示例中，硬件组件包括处理器和控制器。硬件组件具有不同的处理配置中的任何一个或多个，不同的处理配置的示例包括：单个处理器、独立处理器、并行处理器、单指令单数据(SISD)多处理、单指令多数据(SIMD)多处理、多指令单数据(MISD)多处理以及多指令多数据(MIMD)多处理。
通过如以上描述的执行指令或软件以执行在此描述的操作的计算硬件，来执行图18至图19中示出的方法，图18至图19中示出的方法执行在此关于图4至图21描述的操作。
用于控制处理器或计算机实现硬件组件并且执行以上描述的方法的指令或软件被编写为计算机程序、代码段、指令或者它们的任何组合，以单独地或共同地指示或配置处理器或计算机如机器或专用计算机一样进行工作，以执行由硬件组件执行的操作和如以上描述的方法。在一个示例中，指令或软件包括直接地由处理器或计算机执行的机器代码(诸如，由编译器产生的机器代码)。在另一示例中，指令或软件包括由处理器或计算机使用解释器执行的高级代码。本领域的普通编程技术人员能够基于附图中所示的框图和流程图以及在公开了用于执行由硬件组件执行的操作和如以上描述的方法的算法的说明书中的相应描述，来容易地编写指令或软件。
用于控制处理器或计算机实现硬件组件和执行如以上描述的方法的指令或软件以及任何相关的数据、数据文件和数据结构被记录、存储或固定在一个或多个非暂时性计算机可读存储介质中或被记录、存储或固定在一个或多个非暂时性计算机可读存储介质上。非暂时性计算机可读存储介质的示例包括：只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、闪存、CD-ROM、CD-R、CD+R、CD-RW、CD+RW、DVD-ROM、DVD-R、DVD+R、DVD-RW、DVD+RW、DVD-RAM、BD-ROM、BD-R、BD-R LTH、BD-RE、磁带、软盘、磁光数据存储装置、光学数据存储装置、硬盘、固态盘、以及本领域普通技术人员所知的任何装置，其中，所述任何装置能够以非暂时性方式存储指令或软件以及任何相关数据、数据文件和数据结构，并且将指令或软件以及任何相关数据、数据文件和数据结构提供给处理器或计算机，从而处理器或计算机能够执行指令。在一个示例中，指令或软件以及任何相关数据、数据文件和数据结构被分布在联网的计算机系统上，从而指令和软件以及任何相关数据、数据文件和数据结构以分布的方式被处理器或计算机存储、访问和执行。
虽然本公开包括特定示例，但是本领域普通技术人员清楚的是，在不脱离权利要求及其等同物的精神和范围的情况下，可在这些示例中进行形式和细节上的各种改变。在此描述的示例应仅被理解为描述性意义，而不是为了限制的目的。对每个示例中的特征或方面的描述应被理解为可应用于其他示例中的类似的特征或方面。如果以不同的顺序执行所描述的技术，和/或如果所描述的系统、构架、装置或电路中的组件以不同的方式来组合，和/或由其他组件或它们的等同物来替换或补充，则可获得合适的结果。因此，本公开的范围不是由详细描述来限定，而是由权利要求及其等同物来限定，并且在权利要求及其等同物的范围内的所有变化应被解释为被包括在本公开中。
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