[发明专利]用于心率估计的系统和方法

权利要求书

1.一种用于心率估计的处理器实施的方法，该方法包括：

(a)从与可穿戴装置的用户相关联的传感器接收同步的光体积描记术PPG信号和3轴加速度信号；

(b)将所接收到的PPG信号和3轴加速度信号划分成多个窗；

(c)基于所述多个窗中的一个窗中的3轴加速度信号的均值和标准偏差值来确定在所述3轴加速度信号的所述多个窗中的一个窗中是否存在运动；

(d)当在所述3轴加速度信号的所述多个窗中的一个窗中存在运动时，对所述3轴加速度信号和PPG信号执行傅里叶变换以得到所述多个窗中的一个窗中的3轴加速度信号和PPG信号的功率谱，其中所述功率谱包括所述多个窗中的一个窗中的3轴加速度信号和PPG信号的快速傅里叶变换FFT峰值；

(e)预处理所述3轴加速度信号和PPG信号以用于进行移动性测试，其中使用通过标准偏差和决策树计算的阈值来执行所述移动性测试；

(f)确定在围绕所述PPG信号的第一最高峰值的范围中是否存在所述3轴加速度信号的峰值；

(g)当在围绕所述PPG信号的第一最高峰值的范围中存在所述3轴加速度信号的峰值时，通过执行随机森林学习确定所述3轴加速度信号的峰值是否影响所述用户的心率；

(h)当所述3轴加速度信号的峰值影响所述用户的心率时，使用所述PPG信号的第二最高峰值来估计所述多个窗中的一个窗中的所述用户的心率，其中捕获从所述PPG信号的第二最高峰值估计的心率以用于后处理；以及

(i)在服务器的多个窗之一中获得用户的后处理的心率并基于直方图估计最终心率，其中最频繁发生的区间的中值被选作所述最终心率。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括：

(j)当在围绕所述PPG信号的第一最高峰值的范围中不存在所述3轴加速度信号的峰值以及所述3轴加速度信号的峰值不影响所述用户的心率时，使用所述PPG信号的第一最高峰值来估计所述多个窗中的一个窗中的所述用户的心率。

3.根据权利要求1所述的方法，还包括：

(k)当在所述3轴加速度信号的所述多个窗中的一个窗中不存在运动时，执行所述多个窗中的一个窗中的PPG信号的零相位数字滤波；

(l)对滤波后的PPG信号执行傅里叶变换以得到所述多个窗中的一个窗中的PPG信号的功率谱，其中所述功率谱包括所述多个窗中的一个窗中的PPG信号的FFT峰值；以及

(m)使用所述PPG信号的最高峰值来估计所述多个窗中的一个窗中的所述用户的心率。

4.根据权利要求3所述的方法，还包括：

通过重复步骤(c)至(m)中的至少一个步骤来估计在剩下的窗中的所述用户的心率；

针对所述多个窗中的所述用户的心率形成具有预定义的区间大小的直方图；

在所述直方图中选择具有最高出现数量的区间；以及

将所选的区间的中值考虑作为所述用户的心率。