一种测量心率的方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及电子设备领域，公开了一种测量心率的方法及系统。本发明专利技术中，终端在接收到测量心率的指令后，以预设的采样频率采集红外光被反射面反射后的强度值，作为采样信号；获取所述采样信号的幅频特性曲线；根据所述幅频特性曲线的峰值，获取心率值。本发明专利技术实施方式相对于现有技术而言，根据被手指反射的红外线的强度与心率的关系，将测量心率转换获取被手指反射的红外线的强度的幅频特性曲线，并将该幅频特性曲线中幅度最大的峰值点所对应的频率作为心率。这种做法比现有技术中确定单位时间内极大值的个数的做法更加容易，且可靠性更高，更有利于提高心率测量的准确性，提升用户的体验。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电子设备领域，特别涉及基于移动终端的测量心率的方法及系统。
技术介绍
心率是一项重要的生理指标，它在很大程度上能够反应出人体心血管系统中许多生理病理的血液特征。由于红外单色光在一般组织中的穿透性比血液中大几十倍，当血液流经指尖血管时，被测部分的透光率随着血管搏动而发生变化，即红外线被手指反射的强度随着心跳变化，通过测量指脉可以测量出人体的心率。在现有技术中，通常采用较大功率的对射式红外反射感应装置来检测心率，如图1所示，检测时，用户需将手指置于该装置的凹槽处，感应装置通过获取红外光透射手指后的强度波形数据，并计算单位时间极大值的个数来获取用户的心率值(将单位时间内极大值个数作为心率值)。但在实际应用中，本专利技术的专利技术人发现这种获取心率值的方法存在如下缺陷:(I)函数在某个区间内，存在一个点连续可导，导数为0，且该点左边的导数必须大于0、右边的导数必须小于0，这样的点方可称为极大值点。而在实际应用中，由于并不清楚被测信号的周期，因此不能准确定义出该区间的大小；(2)现有技术中测量心率的做法没有充分考虑其它信号的干扰，当出现其它信号的干扰时，会在短时间内出现多个极大值点，从而干扰获取到的心率值的准确性；另外，由于系统的处理器处理的是数字信号，很难对于一个不规则的函数进行求极大值等复杂的运算，从而不利于用户准确获知自身实际的心率值。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种测量心率的方法及系统，减小心率测量的误差，使得心率的测量更加精确。为解决上述技术问题，本专利技术的实施方式提供了一种测量心率的方法，包含以下步骤:终端在接收到测量心率的指令后，以预设的采样频率采集红外光被反射面反射后的强度值，作为采样信号；获取所述采样信号的幅频特性曲线；根据所述幅频特性曲线的峰值，获取心率值。本专利技术的实施方式还提供了一种测量心率的系统，该系统包括:指令接收模块及心率获取模块；所述指令接收模块用于接收测量心率的指令；所述心率获取模块用于在所述指令接收模块接收到测量心率的指令后，获取心率值；其中，所述心率获取模块包括:距离感应器、第一获取单元、第二获取单元及第三获取单元；所述第一获取单元用于以预设的采样频率采集红外光被反射面反射后的强度值，作为采样信号；所述第二获取单元用于获取所述采样信号的幅频特性曲线；所述第三获取单元用于根据所述幅频特性曲线的峰值，获取心率值。本专利技术实施方式相对于现有技术而言，先根据预设的频率，获取红外光经反射面(在本专利技术实施方式中，该反射面可以为用户的手指)反射后的强度值，再将该离散的强度值从时域转换为频域的幅频特性曲线，并根据该幅频特性曲线中的峰值获取心率值，从而将测量心率转换为寻找幅频特性曲线中的峰值，而确定幅频特性曲线中峰值的做法，比现有技术中确定单位时间内极大值的个数的做法更加容易，且可靠性更高，更有利于提高心率测量的准确性，提升用户的体验。进一步地，在根据所述幅频特性曲线的峰值，获取心率值的步骤中，终端将所述幅频特性曲线中幅度最大的峰值点所对应的频率作为心率值。有利于提高获取到的心率的准确性。进一步地，在终端将所述幅频特性曲线中幅度最大的峰值点所对应的频率作为心率值的步骤中，所述终端在预设的频率范围内选取幅度最大的峰值点，并将所述峰值点所对应的频率作为心率值。在预设的频率范围内选取幅度最大的峰值点，即有利于提高获取幅度最大的峰值点的速度，也有利于提高获取到的心率值的准确性。进一步地，在根据所述幅频特性曲线的峰值，获取心率值的步骤中，包括以下子步骤:获取所述幅频特性曲线中幅度大于预设值的峰值点；将所述峰值点所对应的频率的平均值作为心率值。有利于提高获取到的心率的准确性。进一步地，在获取所述幅频特性曲线中幅度大于预设值的峰值点的步骤中，所述终端在预设的频率范围内获取所述幅频特性曲线中幅度大于预设值的峰值点。有利于提高获取幅度大于预设值的峰值点的速度，以及获取到的心率值的准确性。进一步地，所述预设的频率范围为0.5Hz至2.5Hz。正常人的心率一般在IHz到1.6Hz之间，考虑到一些心脑血管患者的心率会超出此范围，本实施方式将预设的范围设为0.5Hz至2.5Hz之间，有利于提高获取到的心率的准确性。【附图说明】图1是根据现有技术的对射式红外反射感应装置的结构示意图；图2是根据本专利技术第一实施方式的一种测量心率的方法的流程图；图3是根据本专利技术第一实施方式的距离传感器的结构示意图；图4是根据本专利技术第一实施方式的采样信号的时域图；图5是根据本专利技术第一实施方式的采样信号的幅频特性曲线；图6是根据本专利技术第三实施方式的一种测量心率的方法的流程图；图7是根据本专利技术第三实施方式的另一种测量心率的方法的流程图；图8是根据本专利技术第四实施方式的一种测量心率的系统的结构示意图。【具体实施方式】为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本专利技术各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。本专利技术的第一实施方式涉及一种测量心率的方法。在实际应用中，本专利技术的专利技术人发现，在心脏的搏动周期内，外周血管中的微动脉、毛细血管和微静脉内流过的血液会相应的呈脉动性变化，当血液流经指尖血管时，被手指反射的红外线的强度也会随着血管搏动而发生变化，也就是说，被手指反射的红外线的强度随着心跳变化，基于此，可通过获取被手指反射的红外线的强度的频谱曲线，获取心率值。本实施方式的具体流程如图2所示。在步骤201中，终端接收测量心率的指令，启动距离传感器。在本实施方式中，用户要测量心率时，可将手指的指腹置于距离传感器的表面，并通过打开相应的心率测量程序向终端发送测量心率的指令，终端在接收到该指令后，启动距离传感器，并进入步骤202。在步骤202中，终端在预设的时间内，以预设的采样频率采集红外光被反射面反射后的强度值，作为采样信号。具体地说，距离传感器包括:红外线发射管及红外线强度感应器(如图3所示)，其中，红外线发射管用于发射红外线，红外线强度感应器用于接收被反射面(在本实施方式中，该反射面可以为指腹)反射后的红外线，并测量被反射后的红外线的强度(红外线强度感应器通过读值反映反射后的红外线的强度，红外线强度感应器的读值越大，反射后的红外线的强度值越大，强度即越大)。为了不失真地恢复模拟信号(该模拟信号为红外光被反射面反射后的强度信号在采集时间范围内即预设时间范围内的连续性信号)，让采样之后的数字信号完整地保留原始信号中的信息，根据采样定理，本实施方式中预设的采样频率应至少为模拟信号频谱中最高频率的2倍，同时，为了保证频率计算的精度，提高心率测量的准确性，本实施方式将以预设的时间为10s、采样频率为10Hz为例对心率的测量过程作具体地阐述。也就是说，在本实施方式中，终端在启动距离传感器后的1s内，每隔1ms采集一次红外线强度感应器的读值(即被指腹反射后的红外线的强度值)，并将其作为采样信号，1s后，终端进入步骤203。在步骤203中，终端获取采样信号的幅频特性曲线。在步骤202中，终端采集到的采样信号是一组随时间变化(即时域本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种测量心率的方法，其特征在于，包含以下步骤：终端在接收到测量心率的指令后，以预设的采样频率采集红外光被反射面反射后的强度值，作为采样信号；获取所述采样信号的幅频特性曲线；根据所述幅频特性曲线的峰值，获取心率值。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李强，
申请(专利权)人：上海与德通讯技术有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31