息，进行用户实时心率的测量。
[0036]如图I所示，本申请实施例中的心率测量设备I包括光电容积脉搏波传感器组11与三轴加速度计12。光电容积脉搏波传感器组11由两个光电容积脉搏波传感器组成，采集用户的两个光电容积脉搏波信号；三轴加速度计12采集用户在同时间段内的运动加速度信号。
[0037]如图I所示，本申请实施例中的信号处理电路2包括下采样模块21、带通滤波器22与A/D转换器23。为减少系统计算量，下采样模块21对上述采集信号进行下采样至采样频率为25Hz的操作；带通滤波器22与下采样模块21相连，使经过下采样模块21处理后的信号通过0.4Hz-4Hz通带内的二阶巴特沃斯滤波器;A/D转换器23与带通滤波器22相连，把经带通滤波器22处理后的模拟信号转换成二进制数值表示的离散信号，并将得到的信号频谱传输给噪声消除电路3。
[0038]如图I所示，本申请实施例中的噪声消除电路3包括谱减法处理模块31和谱峰跟踪处理模块32。谱减法处理模块31根据两个光电容积脉搏波信号频谱中运动噪声的谱峰位置与运动加速度信号频谱的谱峰位置相对齐的特点，利用运动加速度信号频谱从两个光电容积脉搏波信号频谱中减去运动噪声，并将两个干净的光电容积脉搏波信号频谱传输给谱峰跟踪处理模块32;谱峰跟踪处理模块32与谱减法处理模块31相连，采用谱峰跟踪机制对两个干净的光电容积脉搏波信号频谱中心率频率点位置进行定位，并将心率频率点位置传输给信号发送电路4。
[0039]本申请的实施例中，信号发送电路4与信号接收电路5之间采用远距离无线传输或者短距离蓝牙传输，使本系统更加的灵活方便，受距离限制较小。终端处理设备6与信号接收电路5相连，接收用户的心率频率点位置，存储用户心率信息，进行实时心率的测量。
[0040]本申请的实施例在应用中，可以通过可穿戴式的心率测量设备采集用户在同时间段内的两个光电容积脉搏波信号及运动加速度信号;信号处理电路对两个光电容积脉搏波信号及运动加速度信号进行下采样、带通滤波和A/D转换操作，并将处理后的信号传输给噪声消除电路;噪声消除电路根据多个光电容积脉搏波信号频谱中运动噪声的谱峰位置与运动加速度信号频谱的谱峰位置相对齐的特点，并通过谱减法和谱峰跟踪机制去除心率中的运动噪声，定位心率频率点位置，并将上述心率频率点位置传输给信号发送电路;信号发送电路通过无线传输等方式发送用户的心率频率点位置给信号接收电路;信号接收电路接收到用户的心率频率点位置后，发送给终端处理设备;终端处理设备存储用户的心率信息，对用户的实时心率进行测量。
[0041]与现有技术相比，本申请的实施例在运动程度十分剧烈的情况下，仍能基于两个光电容积脉搏波信号对心率信号中含有的强烈运动噪声进行消除，并且解决了经谱减法后两个光电容积脉搏波信号频谱中出现的无峰、多峰以及目标谱峰被跟丢情况。显然，在该运动噪声消除系统中，心率测量设备的心率测量值精度会有所提高，能有效实现基于可穿戴设备的实时心率的准确测量及计算。
[0042]虽然本实用新型所揭露的实施方式如上，但所述内容只是为了便于理解本实用新型而采用的实施方式，并非用以限定本实用新型。在不脱离本实用新型所揭露的精神及范围的前提下，可在实施的形式上及细节上作任何的修饰与变化，但本实用新型的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。
【主权项】
1.一种适用于可穿戴式心率测量设备的运动噪声消除系统，其特征在于，该系统包括：可穿戴式的心率测量设备（I)、信号处理电路(2)、噪声消除电路(3)、信号发送电路(4)、信号接收电路(5)、终端处理设备(6)，其中： 所述可穿戴式的心率测量设备（I)采集用户在同时间段内的多个光电容积脉搏波信号及运动加速度信号； 所述信号处理电路（2)对所述多个光电容积脉搏波信号及运动加速度信号进行下采样、带通滤波以及A/D转换的操作； 所述噪声消除电路(3)利用谱减法和谱峰跟踪机制对经所述信号处理电路(2)处理后的信号进行运动噪声的去除以及心率频率点位置的定位； 所述信号发送电路(4)发送经过所述噪声消除电路(3)处理后得到的用户的心率频率点位置； 所述信号接收电路(5)接收所述用户的心率频率点位置； 所述终端处理设备(6)存储所述用户的心率信息，对所述用户的实时心率进行测量。2.根据权利要求I所述的系统，其特征在于，所述可穿戴式的心率测量设备（I)内嵌光电容积脉搏波传感器组(11)与三轴加速度计(12)，其中： 所述光电容积脉搏波传感器组（11)由多个光电容积脉搏波传感器组成，采集用户的多个光电容积脉搏波信号； 所述三轴加速度计（12)采集用户在同时间段内的运动加速度信号。3.根据权利要求I所述的系统，其特征在于，所述信号处理电路（2)包括下采样模块(21)、带通滤波器(22)与A/D转换器(23)，其中： 所述下采样模块(21)对所述多个光电容积脉搏波信号及运动加速度信号进行下采样至采样频率为25Hz的操作，以达到减少计算量的目的； 所述带通滤波器(22)对经所述下采样模块(21)处理后的信号进行滤波，以消除一定频率范围以外的运动噪声及其它噪声的干扰； 所述A/D转换器(23)将经所述带通滤波器（22)处理后的信号转换成二进制数值表示的离散信号。4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述带通滤波器（22)采用通带为0.4Hz-4Hz的二阶巴特沃斯滤波器。5.根据权利要求I所述的系统，其特征在于，所述噪声消除电路(3)包括谱减法处理模块(31)和谱峰跟踪处理模块(32)，其中： 所述谱减法处理模块(31)根据多个光电容积脉搏波信号频谱中运动噪声的谱峰位置与运动加速度信号频谱的谱峰位置相对齐的特点，利用运动加速度信号频谱从多个光电容积脉搏波信号频谱中减去运动噪声，得到多个干净的光电容积脉搏波信号频谱； 所述谱峰跟踪处理模块(32)采用谱峰跟踪机制对经所述谱减法处理模块(31)处理后的多个干净的光电容积脉搏波信号频谱中的心率频率点位置进行定位。6.根据权利要求I所述的系统，其特征在于，所述信号发送电路(4)通过无线传输方式将所述用户的心率频率点位置发送给所述信号接收电路(5)。7.根据权利要求I所述的系统，其特征在于，所述终端处理设备(6)存储所述用户的心率信息，并进行所述用户实时心率的测量。
【专利摘要】本实用新型公开了一种适用于可穿戴式心率测量设备的运动噪声消除系统，以提高可穿戴式心率测量设备的心率测量值精度。该系统中，可穿戴式的心率测量设备采集用户在同时间段内的多个光电容积脉搏波信号及运动加速度信号；信号处理电路对采集的原始信号进行下采样、带通滤波以及A/D转换操作；噪声消除电路利用谱减法、谱峰跟踪机制去除心率中的运动噪声，定位心率频率点位置；信号发送电路发送用户的心率频率点位置；信号接收电路接收用户的心率频率点位置；终端处理设备存储用户的心率信息，对用户的实时心率进行测量。
【IPC分类】G06F19/00, A61B5/0245, A61B5/00
【公开号】CN205144547
【申请号】CN201520981797
【发明人】熊继平, 蔡丽桑, 汤清华, 王妃
【申请人】浙江师范大学
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年11月29日