生物特征数据的采样方法及其采样管理装置与流程

本申请实施例涉及数据处理技术领域，尤其涉及一种生物特征数据的采样方法及其采样管理装置、生物特征数据检测装置以及电子设备。

背景技术：

生物特征数据的采样广泛应用于各种应用场景，比如在生物特征检测应用场景中，通过对人体的生物特征进行检测，从而为用户提供一些健康或者运动建议，具体地，比如生物特征中的心率。以心率检测为例，现有技术中提供了多通道心率检测方案，其具体包括采样处理和心率计算处理，其中采样处理主要基于多采样通道来实现。但是，现有技术中提供的采样处理采样过程控制的灵活性较差。

技术实现要素：

有鉴于此，本申请实施例所解决的技术问题之一在于提供一种生物特征数据的采样方法及其采样管理装置、生物特征数据检测装置以及电子设备，用以克服或者缓解现有技术中上述缺陷。

本申请实施例提供了一种生物特征数据的采样方法，其包括：

根据预先设置的采样规则，确定采样时间片段在采样刷新周期中对应的采样配置，所述采样刷新周期包括多个所述采样时间片段；

根据所述采样时间片段在采样刷新周期中对应的采样配置，控制所述采样时间片段对应的采样通道对目标信号进行采样以得到关联与于所述生物特征数据的采样数据。

本申请实施例还提供一种生物特征数据的采样管理装置，其包括：

确定单元：用于根据预先设置的采样规则，确定采样时间片段在采样刷新周期中对应的采样配置，所述采样刷新周期包括多个所述采样时间片段；

控制单元：用于根据所述采样时间片段在采样刷新周期中对应的采样配置，控制所述采样时间片段对应的采样通道对目标信号进行采样以得到关联与于所述生物特征数据的采样数据。

本申请实施例还提供一种生物特征数据检测装置，其包括本申请任一实施例中所述的生物特征数据的采样管理装置。

本申请实施例还提供一种电子设备，其包括：主控制器以及本申请任一实施例所述的生物特征数据的采样管理装置，所述主控制器控制所述采样管理装置对所述目标信号进行采样以得到关联于所述生物特征数据的采样数据。

本申请实施例的技术方案中，由于在生物特征数据的采样时，根据预先设置的采样规则，确定采样时间片段在采样刷新周期中对应的采样配置，所述采样刷新周期包括多个所述采样时间片段；以及根据所述采样时间片段在采样刷新周期中对应的采样配置，控制所述采样时间片段对应的采样通道对目标信号进行采样得到关联于所述生物特征数据的采样数据，从而提高了采样过程控制的灵活性。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本申请实施例的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1为本申请实施例一应用生物特征数据的采样技术方案的电子设备的示意图；

图2为本申请实施例二中生物特征数据的采样方法的流程示意图；

图3为本申请实施例三中生物特征数据的采样电路的结构示意图；

图4a为本申请实施例四中生物特征数据检测装置的示意图；

图4b为图4a中生物特征数据的采样管理装置以硬件方式实现的结构示意图；

图5为本申请实施例五中采样控制过程的时序图。

具体实施方式

实施本申请实施例的任一技术方案必不一定需要同时达到以上的所有优点。

为了使本领域的人员更好地理解本申请实施例中的技术方案，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，所描述的实施例仅是本申请实施例一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请实施例中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请实施例保护的范围。

下面结合本申请实施例附图进一步说明本申请实施例具体实现。

图1为本申请实施例一具有生物特征数据的采样技术方案的电子设备的示意图；如图1所示，电子设备包括生物特征数据检测装置以及主控制器，所述主控制器用于控制所述生物特征数据检测装置对目标信号进行采样得到关联于所述生物特征数据的采样数据。所述生物特征数据检测装置具体可以包括采样管理装置以及采样通道，采样管理装置用于执行下述图2所示实施例中的采样管理方法，以通过所述采样通道对目标信号进行采样。

本申请实施例的电子设备以多种形式存在，包括但不限于:

(1)具有数据交互功能的电子装置，如智能手环、智能耳机等。

(2)移动通信设备:这类设备的特点是具备移动通信功能，并且以提供话音、数据通信为主要目标。这类终端包括:智能手机(例如iphone)、多媒体手机、功能性手机，以及低端手机等。

(3)超移动个人计算机设备:这类设备属于个人计算机的范畴，有计算和处理功能，一般也具备移动上网特性。这类终端包括:pda、mid和umpc设备等，例如ipad。

(4)便携式娱乐设备:这类设备可以显示和播放多媒体内容。该类设备包括:音频、视频播放器(例如ipod)，掌上游戏机，电子书，智能玩具。

(5)服务器:提供计算服务的设备，服务器的构成包括处理器、硬盘、内存、系统总线等，服务器和通用的计算机架构类似，但是由于需要提供高可靠的服务，因此在处理能力、稳定性、可靠性、安全性、可扩展性、可管理性等方面要求较高。

当通过电子设备实现一些具体的应用模式比如生物特征检测时，所述主控制器可以进一步用于根据所述采样数据进行生物特征的检测。所述生物特征为血氧饱和度、脉率、心率、呼吸频率、呼吸容积、血压、血红蛋白中的至少一种。

以下对上述生物特征数据的采样管理装置控制采样通道进行目标信号的采样的详细过程做示例性解释。

图2为本申请实施例二中生物特征数据的采样方法的流程示意图；如图2所示，其包括如下步骤s201以及步骤s202：

s201、根据预先设置的采样规则，确定采样时间片段在采样刷新周期中对应的采样配置，所述采样刷新周期包括多个所述采样时间片段；

可选地，在本实施例中，所述预先设置的采样规则可以包括采样时间片段配置规则以及采样配置规则，所述采样时间片段配置规则可以用于设置所述采样时间片段与所述采样配置的对应关系，所述采样配置规则可以用于设置所述采样配置，从而可以在执行步骤s201时快速地确定出采样时间片段在采样刷新周期中对应的采样配置。

可选地，在本实施例中，所述采样配置可以包括采样通道使能参数以及采样过程控制参数，所述采样通道使能参数可以用于控制对应的所述采样通道的开启或者关闭，所述采样过程控制参数可以用于设置对应的所述采样通道在采样时使用的采样参数，从而在预先设置采样规则时，可以实现对同一采样通道中不同的采样时间片段分别设置采样配置，从而提高了采样控制过程的灵活性。当存在多个采样通道时，可以针对不同采样通道的不同采样时间片段分别进行采样设置，从而提高了采样控制过程的灵活性。

可选地，在本实施例中，所述采样参数包括采样频率关联参数、数据收发关联参数。具体地，所述采样频率关联参数包括但不限于采样刷新周期，只要可以调整采样频率即可。所述数据收发关联参数包括但不限于可以调整电路连接关系的任一参数。有关采样频率关联参数、数据收发关联参数示例性地解释可参见下述图4a所示实施例。另外，在其他实施例中，所述采样参数也可以只包括采样频率关联参数或者数据收发关联参数。

可选地，在本实施例中，所述采样配置还包括采样配置使能参数，所述采样配置使能参数用于使能或者禁用对应的所述采样配置，从而可以实现对所述采样配置对应的采样通道进行开启或者关闭，达到动态调整采样通道开启或者关闭的目的，并可实现功耗的降低。

s202、根据所述采样时间片段在采样刷新周期中对应的采样配置，控制所述采样时间片段对应的采样通道对目标信号进行采样以得到关联于所述生物特征数据的采样数据。

可选地，在本实施例中，在步骤s202中根据所述采样时间片段在采样刷新周期中对应的采样配置，控制所述采样时间片段对应的采样通道对目标信号进行采样得到关联于所述生物特征数据的采样数据时，具体可以根据所述采样时间片段在采样刷新周期中对应的采样配置，控制所述采样时间片段对应的采样通道对所述目标信号进行信号转换处理以得到关联于所述生物特征数据的所述采样数据，从而便于在具体的应用场景中基于采样数据有效地实现具体的应用模式，比如佩戴检测或者生物特征检测。

进一步地，在本实施例中，在步骤s202中根据所述采样时间片段在采样刷新周期中对应的采样配置，控制所述采样时间片段对应的采样通道对所述目标信号进行信号转换处理以得到关联于所述生物特征数据的采样数据时，具体根据所述采样时间片段在采样刷新周期中对应的采样配置，控制所述采样时间片段对应的采样通道中的信号转换电路将所述目标信号从第一模拟形式转换为第二模拟形式，以及控制所述采样时间片段对应的采样通道中的模数转换电路对所述第二模拟形式的目标信号进行模数转换得到对应的数字信号，从而便于在具体的应用场景中基于采样数据有效地实现具体的应用模式。

可选地，在其他一实施例中，所述采样通道具有通道标识，所述采样配置具有配置标识；为此，在上述步骤s202之后，为所述采样通道采集到的采样数据配置数据包头，所述数据包头包括所述采样通道的通道标识及所述采样通道对应的所述采样配置的配置标识，从而可以实现鉴别出采样数据的采样通道，以及使用的采样配置，从而实现数据的有效管理。

可选地，在其他一实施例中，一个所述采样时间片段对应配置有一个采样周期，在步骤s201之前，还可以包括：根据设定的采样刷新周期判断所述采样时间片段是否匹配于对应的采样周期，若是，则执行所述根据预先设置的采样规则，确定采样时间片段在采样刷新周期中对应的采样配置的步骤，从而进一步提高采样过程控制的灵活性。比如，在一些具体应用场景中，设置到不同应用模式的切换，不同的应用模式具有不同的采样配置如采样频率等，通过根据设定的采样刷新周期判断所述采样时间片段是否匹配于对应的采样周期，从而可以实现针对不同应用模式对应的采样配置的切换。

可选地，在其他一实施例中，所述采样刷新周期与所述采样周期成整数倍数关系。具体地，比如采样刷新周期是刷新周期的整数倍，从而可实现通过刷新周期来判断所述采样时间片段是否匹配于对应的采样刷新周期，进一步增加了采样过程控制的灵活性。

可选地，在其他一实施例中，步骤s202之前还可以包括：根据设置的应用模式，连通所述采样时间片段对应的采样通道与输出所述目标信号的检测通道，从而可实现不同的应用模式对应的不同采样配置的切换。

进一步地，在其他一实施例中，所述根据设置的应用模式，连通所述采样时间片段对应的采样通道与输出所述目标信号的检测通道可以具体为：根据设置的应用模式，通过开关矩阵连通所述采样时间片段对应的采样通道与输出所述目标信号的检测通道，此步骤中的开关矩阵示例性的可以为下述图4a实施例中的第二开关矩阵。但是，需要说明的是，除了开关矩阵，也可以通过其他方式来连通所述采样时间片段对应的采样通道与输出所述目标信号的检测通道。

对应上述图2所示的生物特征数据的采样方法，在图3中提供了一种生物特征数据检测装置的结构示意图。具体地，图3为本申请实施例三中生物特征数据检测装置的结构示意图；如图3所示，其包括：采样管理装置以及采样通道，所述采样管理装置用于根据预先设置的采样规则，确定采样时间片段在采样刷新周期中对应的采样配置，所述采样刷新周期包括多个所述采样时间片段；以及所述采样管理装置用于根据所述采样时间片段在采样刷新周期中对应的采样配置，控制所述采样时间片段对应的采样通道对目标信号进行采样得到关联与所述生物特征数据的采样数据。

本实施例中，所述采样管理装置具体可以包括：确定单元以及控制单元(图3中未示出)，所述确定单元用于根据预先设置的采样规则，确定采样时间片段在采样刷新周期中对应的采样配置，所述采样刷新周期包括多个所述采样时间片段；所述控制单元用于根据所述采样时间片段在采样刷新周期中对应的采样配置，控制所述采样时间片段对应的采样通道对目标信号进行采样以得到关联于所述生物特征数据的采样数据。

可选地，在本实施例中，所述预先设置的采样规则包括采样时间片段配置规则以及采样配置规则，所述采样时间片段配置规则用于设置所述采样时间片段与所述采样配置的对应关系，所述采样配置规则用于设置所述采样配置，从而可快速地确定出采样时间片段在采样刷新周期中对应的采样配置。

可选地，在本实施例中，所述采样配置包括采样通道使能参数以及采样过程控制参数，所述采样通道使能参数用于控制对应的所述采样通道的开启或者关闭，所述采样过程控制参数用于设置对应的所述采样通道在采样时使用的采样参数，从而在预先设置采样规则时，可以实现对同一采样通道中不同的采样时间片段分别设置采样配置，从而提高了采样控制过程的灵活性。当存在多个采样通道时，可以针对不同采样通道的不同采样时间片段分别进行采样设置，从而提高了采样控制过程的灵活性。

可选地，在本实施例中，所述采样参数包括采样频率关联参数、数据收发关联参数。具体地，所述采样频率关联参数包括但不限于采样刷新周期，只要可以调整采样频率即可。所述数据收发关联参数包括但不限于可以调整电路连接关系的任一参数。有关采样频率关联参数、数据收发关联参数示例性地解释可参见下述图4a所示实施例。在其他实施例中，所述采样参数也可以只包括采样频率关联参数或者数据收发关联参数。

可选地，在其他一实施例中，所述采样配置还包括采样配置使能参数，所述采样配置使能参数用于使能或者禁用对应的所述采样配置，从而可以实现对所述采样配置对应的采样通道进行开启或者关闭，达到动态调整采样通道开启或者关闭的目的，并可实现功耗的降低。

可选地，在其他一实施例中，所述采样通道具有通道标识，所述采样配置具有配置标识，所述采样管理装置还包括数据打包单元(图3中未示出)，用于为所述采样通道采集到的采样数据配置数据包头，所述数据包头包括所述采样通道的通道标识及所述采样通道对应的所述采样配置的配置标识，从而可以实现鉴别出采样数据的采样通道，以及使用的采样配置，从而实现数据的有效管理。

可选地，在其他一实施例中，所述采样管理装置还包括判断单元(图3中未示出)，用于根据设定的采样刷新周期判断所述采样时间片段是否匹配于对应的采样周期，若是，则所述采样管理电路根据预先设置的采样规则，确定采样时间片段在采样刷新周期中对应的采样配置，从而进一步提高采样过程控制的灵活性。

可选地，在其他一实施例中，所述采样刷新周期与所述采样周期成整数倍数关系，从而可实现通过刷新周期来判断所述采样时间片段是否匹配于对应的采样周期，进一步增加了采样过程控制的灵活性。

可选地，在其他一实施例中，所述采样管理装置还包括：应用模式切换单元(图3中未示出)，用于根据设置的应用模式，连通所述采样时间片段对应的采样通道与输出所述目标信号的检测通道，从而可实现不同的应用模式对应的不同采样配置的切换。

可选地，在其他一实施例中，还包括开关矩阵；所述应用模式切换单元进一步用于根据设置的应用模式，通过所述开关矩阵连通所述采样时间片段对应的采样通道与输出所述目标信号的检测通道。

可选地，在其他一实施例中，所述采样管理装置还包括：转换单元(图3中未示出)，用于根据所述采样时间片段在采样刷新周期中对应的采样配置，控制所述采样时间片段对应的采样通道对所述目标信号进行信号转换处理以得到关联于所述生物特征数据的采样数据，从而便于在具体的应用场景中基于采样数据有效地实现具体的应用模式。

可选地，在其他一实施例中，所述转换单元包括信号转换电路以及模数转换电路；所述信号转换电路用于根据所述采样时间片段在采样刷新周期中对应的采样配置，控制所述采样时间片段对应的采样通道中的所述信号转换电路将所述目标信号从第一模拟形式转换为第二模拟形式，所述模数转换电路用于对所述第二模拟形式的目标信号进行模数转换得到对应的数字信号，从而便于在具体的应用场景中基于采样数据有效地实现具体的应用模式。

本申请下述实施例中具体以采样数据为光电容积脉搏波数据，为此，所述目标信号可以光电容积脉搏波，所述光电容积脉搏波数据用于检测生物特征，如心率为例进行说明。但是，需要说明的是，对于本领域普通技术人员来说，在不偏离本申请技术方案的前提下，本申请实施例的技术方案可以应用到任意需要生物特征数据的采样的场景。

另外，本申请下述实施例中具体以多采样通道为例进行说明，但是，需要说明的是，对于本领域普通技术人员来说，在不偏离本申请技术方案的前提下，本申请实施例的技术方案也可以应用到单采样通道的应用场景。

上述实施例中提供的采样管理装置可以以硬件的方式实现，也可以是软件的方式来实现。

图4a为本申请实施例四中生物特征数据检测装置的示意图；如图4a所示，以同时可实现心率和心电图(electrocardiogram，简称ecg)检测为例进行说明，以光电容积脉搏波(photoplethysmography，简称ppg)以及多通道为例实现心率检测为例进行说明。生物特征数据检测装置包括驱动电路、信号检测电路、生物特征数据的采样管理装置、光电容积脉搏波前端模拟电路、心电图前端模拟电路、模数转换电路，驱动电路主要用于驱动信号检测电路，信号检测电路主要用于检测目标信号(本实施例中具体包括可反映心率的目标信号以及反映心电的目标信号，即ppg信号以及ecg信号)；对于心率检测来说，光电容积脉搏波前端模拟电路主要用于对目标信号进行信号转换比如将电压信号转换为电流信号，模数转换电路用于对光电容积脉搏波前端模拟电路的输出进行模数转换，从而得到采样数据；对于心电检测来说，心电图前端模拟电路对可反映心电图的目标信号进行采样，模数转换电路用于对心电图前端模拟电路的输出进行模数转换，从而得到采样数据。所述主控制器主要用于对所述生物特征数据的检测装置进行控制，以及在一些具体的应用场景中根据可反映心率的采样数据进行心率的计算以及根据可反映心电的采样数据形成心电图。此处，所述生物特征数据检测装置不包括所述主控器为例进行说明，但是，其他实施例中，也可以包括所述主控器。

具体地，本实施例中，信号检测电路可以包括8个发光二极管(依此记为led1～led8)、8个光电二极管(依此记为pd1～pd8)、2个驱动电路(分别记为leddriver1、leddriver2)、第一开关矩阵(记为switchmatrix1)，第一开关矩阵用于建立发光二级管与驱动电路之间的电连接，以使驱动电路驱动发光二极管发光。发光二极管用于在驱动电路的驱动下提供照射到人体的光线。光电二极管用于感应发光二极管发出且经过人体处理(透射或者反射)出射的光线并生成目标信号，一般地，该目标信号为电压信号。一个发光二极管与一个光电二极管可以形成一个检测通道。此处，需要说明的是，发光二极管光电二极管可以不设置在所述生物特征数据的检测装置上，实际上只要可以构成信号检测电路即可。进一步，在其他实施例中，所述生物特征数据的检测装置也可以不包括所述信号检测电路，或者又称之，所述信号检测电路设置在其他外部电路结构上。

优选地，对应到一个采样刷新周期内，一个驱动电路可驱动4个发光二极管发光，对应地，4个光电二极管分别感应发光二极管发出且经过人体处理(例如：透射或者反射)出射的光线并生成一路目标信号。

具体地，本实施例中，生物特征数据检测装置包括：4个光电容积脉搏波前端模拟电路(ppganalogfrontend，简称ppgafe)(依此记为ppgafe0～ppgafe3)、4个模数转换电路(analog-to-digitalconverter，简称adc)(依此记为adc0～adc3)、第二开关矩阵(记为switchmatrix2)、1个心电图前端模拟电路(ecganalogfrontend，简称ecgafe)、采样管理装置以及缓存电路比如先进先出电路(firstinputfirstoutput，简称fifo)。先进先出电路fifo主要用于缓存采样数据，便于主控制器获取采样数据，从而减轻主控制器的访问负担。

本实施例中，对于可反映心率的目标信号的采样来说，一个采样通道包括一个光电容积脉搏波前端模拟电路、一个模数转换电路。第二开关矩阵用于建立光电容积脉搏波前端模拟电路与发光二级管之间的电连接以建立采样通道；光电容积脉搏波前端模拟电路用于对目标信号进行信号转换比如将电压信号转换为电流信号，模数转换电路用于对光电容积脉搏波前端模拟电路的输出进行模数转换，从而得到采样数据。

优选地，本实施例中，对于可反映心率的目标信号的采样来说，对应到一个采样刷新周期内，共计设置8个采样通道(分别具有通道标识0、1、2、3、5、6、7、8)，对于每个采样通道，一个光电二极管与一个光电容积脉搏波前端模拟电路连接，一个光电容积脉搏波前端模拟电路与一个模数转换电路连接。

进一步地，本实施例中，对于可反映心率的目标信号的采样来说，心电图前端模拟电路与上述其中一个模数转换电路连接，即可反映心率的目标信号的采样与可反映心电的目标信号的采样可复用一个模数转换电路，具体地，比如通过切换开关来实现复用一个模数转换电路。本实施例中，心电图前端模拟电路ecgafe以基于左胳膊(leftarm，简称la)与右胳膊(rightarm)之间的电位差、以及右腿驱动(rightlegdriver，简称rld)，左胳膊、右胳膊右腿分别连接的电极称之为la电极、ra电极、rld电极，因此，心电图前端模拟电路ecgafe采样时，以la电极、ra电极、rld电极的输出信号为目标信号，对应的采样数据称之为心电图数据。

以下以在一具体场景中应用为例进行说明，比如，每个光电二极管感应发光二极管发出且经过人体处理(透射或者反射)出射的光线并生成一路目标信号。根据发光二极管被驱动的有效时长，将一个采样刷新周期划分为8个采样时间片段(分别记为timeslot0～timeslot7，简称ts0～ts7)，为此，预先设置的采样规则包括的时间片段配置规则以及采样配置规则分别如下述表一和表二。示例性地，所述时间片段配置规则以及采样配置规则具体可以分别为时间片段配置表和采样配置表来体现。

表一时间片段配置规则

在上述表一中，timeslot表示采样时间片段的片段标识(依次记为ts0～ts7)，duration表示采样时间片段的所占用的时长，其分别等于发光二极管led1-led被驱动的有效时长(或者又称之为点亮时间)，samplecfg表示采样配置的配置标识(依次记为samplecfg0～samplecfg7)。

表二采样配置规则

参见上述表二，所述采样配置包括采样配置使能参数、采样通道使能参数、所述采样过程控制参数。

其中，在本实施例中，所述采样配置使能参数用于使能或者禁用对应的所述采样配置，当采样时间片段对应的采样配置处于使能状态时，对应的采样通道在采样时才能使用对应的采样通道使能参数、所述采样过程控制参数，即实现在采样时间片段内对目标信号的采样；否则，当采样时间片段对应的采样配置处于禁用状态时，对应的采样通道在采样时不能使用对应的采样通道使能参数、所述采样过程控制参数，在采样时间片段内停止对目标信号的采样。由此可见，通过所述采样配置使能参数可以实现在任一采样时间片段对对应采样通道的开启或者关闭，从而从一方面实现了采样过程控制的灵活性。另外一方面，通过所述采样配置使能参数动态调整对应的所述采样配置的开启或者关闭，比如其中动态调整上述图4a中配置标识samplecfg0～samplecfg7中的一个或者多个采样配置的开启或者关闭，从而降低功耗；或者，通过所述采样配置使能参数使得对应的所述采样配置的一直处于关闭状态，比如其中上述图4a中配置标识samplecfg0～samplecfg7中的一个或者多个采样配置的一直处于关闭状态，从而进一步降低功耗。

进一步地，在上述配置标识samplecfg0～samplecfg7的基础上，还可以增加采样中止配置标识samplecfg8，在当前采样周期的采样过程中，通过加载该采样中止配置标识中止当前采样周期的采样，等待下一个采样周期以继续进行采样。

其中，在本实施例中，所述采样通道使能参数用于控制对应的所述采样通道的开启或者关闭，比如在图4a中，包括心电采样通道使能参数(简称ecg使能参数)以及心率采样通道的使能参数(以adc使能参数为代表)。通过心电采样通道使能参数可以开启心电采样通道进行心电图信号的采样或者关闭心电采样通道以停止心电图信号的采样。通过心率采样通道的使能参数可以开启一个或多个心率采样通道以进行光电二极管输出信号的采样或者关闭心电采样通道以停止光电二极管输出信号的采样，从而从一方面实现了采样过程控制的灵活性。

另外，在进行上述采样规则的预先配置时，可以根据不同的应用模式，在不同心率采样通道或者同一心率采样通道的不同采样时间片段设置不同的采样频率，比如，对于智能手环或者智能耳机来说，应用模式可以包括佩戴检测、心率检测。佩戴检测主要用于判断用户是否佩戴智能手环或者智能耳机，而对于心率检测主要用于计算用户的心率，从而提供健康或者运动建议等。

再者，在一些应用场景，如果需要增加新的应用模式，参照上述采样时间片段配置规则以及采样配置规则，则直接可以对采样配置规则采样时间片段的采样配置使能参数、采样通道使能参数、所述采样过程控制参数中至少其一进行改进即可，从而从一方面提高了采样过程控制的灵活性。比如，如果预先配置的原有采样规则只针对心率检测应用模式，而在一些应用场景中，需要增加佩戴检测应用模式，为此，只需要对采样配置规则中的部分采样配置做改动即可，比如通过修改采样频率关联参数改变采样频率，通过数据收发关联参数修改驱动电路与发光二极管的连接方式等。示例性地，比如将配置标识为samplecfg0对应采样配置修改为可实现5hz红光ppg采样，以适用于佩戴检测；配置标识为samplecfg1和samplecfg2对应的采样配置修改可实现25hhz绿光ppg采样，以适用于心率检测。

其中，所述采样过程控制参数用于设置对应的所述采样通道在采样时使用的采样参数，所述采样参数可以包括采样频率关联参数(以采样刷新周期为例)、数据收发关联参数(分别以数据接收参数以及数据发送参数为例，简称为rx参数、tx参数)，采样频率关联参数可以用于针对每个采样时间片段设置采样频率，从而可实现不同采样通道不同采样频率。数据收发关联参数可以用于通过第一开关矩阵设置发光二极管与驱动电路的连接方式、发光二极管的驱动电流，以及通过第二开关矩阵设置光电二极管与光电容积脉搏波前端模拟电路的连接，以及光电容积脉搏波前端模拟电路的电路参数(如增益、补偿电容大小)，以及模数转换电路的电路参数(如过采样次数)，从而一方面实现了采样过程控制的灵活性。

另外，上述通过采样管理装置使得采样的控制过程与主控制器的耦合关系较弱，因此，在采样控制的过程中，和现有技术相比，除了可以实现采样过程控制的灵活性，还可以减轻主控制器的负担。

进一步地，在其他一些实施例中，所述采样管理装置还包括数据打包单元，用于为所述采样通道采集到的采样数据配置数据包头，所述数据包头包括所述采样通道的通道标识及所述采样通道对应的所述采样配置的配置标识，从而可以实现鉴别出采样数据的采样通道，以及所述使用的采样配置，从而实现数据的有效管理。

进一步地，在其他一些实施例中，所述数据包头还可以包括辅助标记，所述辅助标记用于标记采样控制过程的附加信息，比如，在采样控制过程中是否涉及到调光，即发光二极管的亮度调节。比如，在一种应用场景中，如果基于上述图4a提供的采样时间片段配置规则以及采样配置规则，并给采样数据配置数据包头，且该数据包头包括所述采样通道的通道标识及所述采样通道对应的所述采样配置的配置标识以及辅助标记的数据的话，采样数据可以占24bit，一个配置标识可以占3bit，一个通道标识可以占2bit，辅助标记可以占3bit，由此，采样数据和数据包头共计32bit。

可选地，在其他一实施例中，所述采样管理装置还可以包括判断单元，用于根据设定的采样刷新周期判断所述采样时间片段是否匹配于对应的采样周期，若是，则所述采样管理装置根据预先设置的采样规则，确定采样时间片段在采样刷新周期中对应的采样配置，从而进一步提高采样过程控制的灵活性。比如，通过根据设定的采样刷新周期判断所述采样时间片段是否匹配于对应的采样周期，从而可以实现针对不同应用模式对应的采样配置的切换，本实施例中，比如从佩戴检测切换到心率检测。

上述实施例中的生物特征数据检测装置的实现形式可以灵活选择，可以以芯片的形式实现，也可以以其他形式实现。

图4b为图4a中生物特征数据的采样管理装置以硬件方式实现的结构示意图；示例性地，在图4b中提供了一种生物特征数据管理装置的结构，其可以包括：采样刷新周期控制器、采样时间片段控制器、4个光电容积脉搏波前端模拟电路控制器(图4b中依此记为ppgafe0～ppgafe3控制器)、4个模数转换电路控制器(图4b中记为adc0～adc3控制器)、1个心电图前端模拟电路控制器(图4b中记为ecgafe控制器)，ppgafe0～ppgafe3控制器、ecgafe控制器相当于上述控制单元，其中：

所述采样刷新周期控制器用于控制采样刷新周期；

所述采样时间片段控制器用于在所述采样刷新周期控制器的控制下以所述采样刷新周期为单位读取时间片段配置规则以及采样配置规则并生成leddriver控制器(led驱动控制器)、ppg0～3控制器、ecgafe控制器、adc0～3控制器的触发脉冲；上述确定单元具体可以配置在所述时间判断控制器上。

led驱动控制器用于采样对应的触发脉冲并生成led驱动控制时序以控制led驱动单元对led进行驱动或者停止驱动；

ppgafe0～3控制器采样对应的触发脉冲并生成ppgafe0～3控制时序以控制ppgafe0～3开始运行或者停止运行；

ecgafe控制器采样对应的触发脉冲并生成ecgafe控制时序以控制ecgafe开始工作或者停止工作。

adc0～3控制器采样对应的触发脉冲并生成adc0～3控制时序以控制adc0～3开始运行或者停止运行；

数据打包控制器用于在adc0～3控制器的控制下为采集到的采样数据配置数据包头(此过程可称之为数据打包处理)并传输到fifo中进行存储。上述数据打包单元具体可以配置在所述数据打包控制器上。

图5为本申请实施例五中采样控制过程的时序图；如图5所示，以采样时间片段ts0-ts3以及其对应有采样配置samplecfg0～samplecfg3为例进行说明。具体地，在采样时间片段ts0首先通过ecgafe控制器生成的ecgafe控制时序控制使能启动心电图前端模拟电路ecgafe对可反映心电图的目标信号进行采样，与此同时，通过一切换开关使得ecgafe与adc3电连通，与此同时，通过acd3控制器生成adc3控制时序控制adc3对ecgafe产生的输出信号进行模数转换得到对应的采样数据，此时，由于pd3不工作，因此，ppgafe3控制器生成的ppgafe3控制时序控制ppgafe3不对pd3产生的目标信号进行检测。在采样时间片段ts0，led驱动控制器产生led控制时序以控制led驱动电路驱动发光二极管led1点亮，ppgafe0控制器生成ppgafe0控制时序以控制光电容积脉搏波前端模拟电路ppgafe0对光电二极管pd1产生的目标信号进行采集，与此同时，通过acd0控制器生成adc0控制时序控制adc0对ppgafe0产生的输出信号进行模数转换得到对应的采样数据；类似地，ppgafe1控制器生成ppgafe1控制时序以控制光电容积脉搏波前端模拟电路ppgafe1对光电二极管pd2产生的目标信号进行采集；接着依次在采样时间片段ts1、ts2、ts3，led驱动控制器产生led控制时序以控制led驱动电路驱动发光二极管led2、led3、led4依次点亮，ppgafe0/1控制器生成ppgafe0/1控制时序分别控制光电容积脉搏波前端模拟电路ppgafe0、ppgafe1分别继续采集光电二极管pd1、pd2产生的目标信号。接着，发光二极管led1～led4按照与之前相同的方式再次依次点亮，与之前不同的是，一方面，心电图前端模拟电路ecgafe停止采样，另外一方面，由光电容积脉搏波前端模拟电路ppgafe2、ppgafe3分别采集光电二极管pd3、pd4产生的目标信号。所述光电容积脉搏波前端模拟电路ppgafe0～ppgafe3采集到的目标信号分别经过模数转换电路adc0～adc3进行模数转换后得到采样数据，该采样数据缓存在上述图4a中的先进先出电路fifo中，以便于控制器获取采样数据，从而减轻控制器的访问负担。

类似地，针对采样时间片段为ts4～ts7，其对应有采样配置samplecfg4～samplecfg7，将发光二极管led1～led4替换为发光二极管led5～led7，针对采样时间片段为ts0～ts3，光电容积脉搏波前端模拟电路ppgafe0～ppgafe1分别继续采集光电二极管pd5、pd6产生的目标信号，针对采样时间片段为ts4～ts7，光电容积脉搏波前端模拟电路ppgafe2～ppgafe3分别继续采集光电二极管pd7、pd8产生的目标信号。所述光电容积脉搏波前端模拟电路ppgafe0～ppgafe3采集到的目标信号分别经过模数转换电路adc0～adc3进行模数转换后得到采样数据。此处，在采样时间片段ts4，通过上述切换开关使得光电容积脉搏波前端模拟电路ppgafe3与adc3电连通。

由上述图5可见，对于每一个采样通道，在一个采样刷新周期内可以基于采样时间片段而设置的8个采样配置进行采样，推而广之，即在一个采样刷新周期内，可以基于采样时间片段而设置的少于8个或则多于8个采样配置进行采样，从而提高了采样控制过程的灵活性。

本申请实施例还提供了一种芯片，用于实现上述生物特征数据检测装置，所述生物特征数据检测装置包括采样通道和采样管理装置。优选地，所述采样通道可以包括驱动电路、电容积脉搏波前端模拟电路、模数转换电路、第一开关矩阵、第二开关矩阵、心电图前端模拟电路、采样管理装置以及缓存电路。

在其他实施例中，所述采样通道还可以包括发光二极管或光电二极管中至少其一。

上述产品可执行本申请实施例所提供的方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本申请实施例所提供的方法。

至此，已经对本主题的特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作可以按照不同的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序，以实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理可以是有利的。

在20世纪90年代，对于一个技术的改进可以很明显地区分是硬件上的改进(例如，对二极管、晶体管、开关等电路结构的改进)还是软件上的改进(对于方法流程的改进)。然而，随着技术的发展，当今的很多方法流程的改进已经可以视为硬件电路结构的直接改进。设计人员几乎都通过将改进的方法流程编程到硬件电路中来得到相应的硬件电路结构。因此，不能说一个方法流程的改进就不能用硬件实体模块来实现。例如，可编程逻辑器件(programmablelogicdevice,pld)(例如现场可编程门阵列(fieldprogrammablegatearray，fpga))就是这样一种集成电路，其逻辑功能由用户对器件编程来确定。由设计人员自行编程来把一个数字系统“集成”在一片pld上，而不需要请芯片制造厂商来设计和制作专用的集成电路芯片。而且，如今，取代手工地制作集成电路芯片，这种编程也多半改用“逻辑编译器(logiccompiler)”软件来实现，它与程序开发撰写时所用的软件编译器相类似，而要编译之前的原始代码也得用特定的编程语言来撰写，此称之为硬件描述语言(hardwaredescriptionlanguage，hdl)，而hdl也并非仅有一种，而是有许多种，如abel(advancedbooleanexpressionlanguage)、ahdl(alterahardwaredescriptionlanguage)、confluence、cupl(cornelluniversityprogramminglanguage)、hdcal、jhdl(javahardwaredescriptionlanguage)、lava、lola、myhdl、palasm、rhdl(rubyhardwaredescriptionlanguage)等，目前最普遍使用的是vhdl(very-high-speedintegratedcircuithardwaredescriptionlanguage)与verilog。本领域技术人员也应该清楚，只需要将方法流程用上述几种硬件描述语言稍作逻辑编程并编程到集成电路中，就可以很容易得到实现该逻辑方法流程的硬件电路。

控制器可以按任何适当的方式实现，例如，控制器可以采取例如微处理器或处理器以及存储可由该(微)处理器执行的计算机可读程序代码(例如软件或固件)的计算机可读介质、逻辑门、开关、专用集成电路(applicationspecificintegratedcircuit，asic)、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器的形式，控制器的例子包括但不限于以下微控制器：arc625d、atmelat91sam、microchippic18f26k20以及siliconelabsc8051f320，存储器控制器还可以被实现为存储器的控制逻辑的一部分。本领域技术人员也知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现控制器以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得控制器以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器等的形式来实现相同功能。因此这种控制器可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种功能的装置也可以视为硬件部件内的结构。或者甚至，可以将用于实现各种功能的装置视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。

上述实施例阐明的系统、装置、模块或单元，具体可以由计算机芯片或实体实现，或者由具有某种功能的产品来实现。一种典型的实现设备为计算机。具体的，计算机例如可以为个人计算机、膝上型计算机、蜂窝电话、相机电话、智能电话、个人数字助理、媒体播放器、导航设备、电子邮件设备、游戏控制台、平板计算机、可穿戴设备或者这些设备中的任何设备的组合。

为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种单元分别描述。当然，在实施本申请时可以把各单元的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(cpu)、输入/输出接口、网络接口和内存。

内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(ram)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(rom)或闪存(flashram)。内存是计算机可读介质的示例。

计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(pram)、静态随机存取存储器(sram)、动态随机存取存储器(dram)、其他类型的随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(cd-rom)、数字多功能光盘(dvd)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitorymedia)，如调制的数据信号和载波。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个…”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

本领域技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定事务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本申请，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行事务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。