呼吸频率测量方法、装置、电子设备及系统制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种呼吸频率测量方法、装置及电子设备，包括：获取多通道PPG信号；对多通道PPG信号进行至少一次特征提取；其中，特征提取包括：对多通道PPG信号进行两次以上的深度可分离卷积处理，以得到第一卷积数据；将最后一次深度可分离卷积处理之前的一次深度可分离卷积处理结果与第一卷积数据进行加和，以得到目标特征数据；将目标特征数据输入到分类器进行分类，以确定呼吸频率。本发明专利技术提供的呼吸频率测量方法、装置及电子设备，能够以较少的计算资源和存储资源，对PPG信号多通道信号的计算，在不提高资源需求的前提下，提高对呼吸频率计算的准确性。率计算的准确性。率计算的准确性。

【技术实现步骤摘要】
呼吸频率测量方法、装置、电子设备及系统


[0001]本专利技术涉及智能穿戴设备
，尤其涉及一种呼吸频率测量方法、装置、电子设备及系统。

技术介绍

[0002]呼吸频率的监测是智能可穿戴设备健康监测中重要的一项内容，可以采用PPG技术实现。PPG技术指的是是一种非侵入技术，从人体的皮肤组织中提取血液变化信息，是一种操作简单、便于实现的脉搏波检测技术。当血管中的血液含量高，组织、血液对光的吸收量大，检测到的透射或者反射光强小；当血液中的血液含量少，组织、血液对光的吸收量小，检测到的透射或者反射光强大。随着这种检测到的光强随动脉血管中血液的容积变化呈现的脉动性的变化，形成光电容积脉搏波。PPG技术通常采用单个通道的数据实现呼吸频率的计算，其计算精度较差，且计算过程中所需的计算资源和存储资源都较多。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供的呼吸频率测量方法、装置、电子设备及系统，能够以较少的计算资源和存储资源，对PPG信号多通道信号的计算，在不提高资源需求的前提下，提高对呼吸频率计算的准确性。
[0004]第一方面，本专利技术提供一种呼吸频率测量方法，包括：
[0005]获取多通道PPG信号；
[0006]对多通道PPG信号进行至少一次特征提取；其中，特征提取包括：对多通道PPG信号进行两次以上的深度可分离卷积处理，以得到第一卷积数据；将最后一次深度可分离卷积处理之前的其中一次深度可分离卷积处理结果与第一卷积数据进行加和，以得到目标特征数据；
[0007]将目标特征数据输入到分类器进行分类，以确定当前的呼吸频率。
[0008]可选地，对多通道PPG信号进行两次以上的深度可分离卷积处理，以得到第一卷积数据包括：
[0009]对多通道PPG信号进行逐通道卷积，以形成与PPG信号每个通道对应的第一子卷积结果；
[0010]对第一子卷积结果进行多次逐点卷积，以获取具有多个通道的所述第一卷积数据。
[0011]可选地，对多通道PPG信号进行逐通道卷积，以形成与PPG信号每个通道对应的第一子卷积结果，包括：
[0012]在逐通道卷积完成后，对逐通道卷积的结果进行批量归一化处理，以形成归一化的第一子卷积结果；
[0013]所述对所述第一子卷积结果进行多次逐点卷积，以获取具有多个通道的所述第一卷积数据，包括：
[0014]在多次逐点卷积完成后，对多次逐点卷积的结果进行批量归一化处理，以形成归一化的第一卷积数据。
[0015]可选地，对多通道PPG信号进行逐通道卷积包括：
[0016]对多通道PPG信号进行填充，以使第一子卷积结果的数据点数量与PPG信号数据点数量相同。
[0017]可选地，将目标特征数据输入到分类器进行分类之前，还包括：
[0018]对目标特征数据进行至少一次池化计算，以减少目标特征数据的数据量。
[0019]可选地，将目标特征数据输入到分类器进行分类之前，还包括：
[0020]对目标特征数据进行展开，以使目标特征数据变换为一维向量。
[0021]可选地，将目标特征数据输入到分类器进行分类，以确定当前的呼吸频率包括：
[0022]采用SOFTMAX函数对目标特征数据进行处理，以获取多个呼吸频率的概率值；
[0023]将概率值最大的呼吸频率确定为当前的呼吸频率。
[0024]第二方面，本专利技术提供一种呼吸频率测量装置，包括：
[0025]数据获取模块，用于获取多通道PPG信号；
[0026]卷积计算模块，用于对多通道PPG信号进行两次以上的深度可分离卷积处理，以得到第一卷积数据；
[0027]数据加和模块，用于将最后一次深度可分离卷积处理之前的一次深度可分离卷积处理结果与第一卷积数据进行加和，以得到目标特征数据；
[0028]频率确定模块，用于将目标特征数据输入到分类器进行分类，以确定当前的呼吸频率。
[0029]第三方面，本专利技术提供一种电子设备，包括
[0030]至少一个处理器；以及
[0031]与至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
[0032]存储器存储有可被至少一个处理器执行的指令，指令被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器能够执行上述任一项的方法。
[0033]第四方面，本专利技术提供一种呼吸频率测量系统，包括：
[0034]可穿戴设备，用于产生并发送多通道PPG信号；
[0035]上述的电子设备，电子设备与可穿戴设备通信连接，电子设备能从可穿戴设备获取多通道PPG信号。
[0036]在本专利技术提供的技术方案中，采用多通道PPG信号对呼吸频率进行确定，相比与单个通道的多通道PPG信号来说，能够提高对呼吸频率的准确性。同时，在本专利技术提供的技术方案中，以深度可分离卷积计算的方式对多通道PPG信号进行卷积计算和特征提取，降低了计算过程中的计算资源和存储资源需求。从而，在本专利技术提供的技术方案中，将充分利用了多通道PPG信号和深度可分离卷积各自的优势，以两者相结合的方式，实现了在低计算资源和低存储资源的需求下准确计算呼吸频率的目的。
附图说明
[0037]图1为本专利技术一实施例呼吸频率测量方法的流程图；
[0038]图2为本专利技术一实施例呼吸频率测量装置的示意图；
[0039]图3为本专利技术一实施例呼吸频率测量方法执行的示例性系统示意图；
[0040]图4为本专利技术一实施例呼吸频率测量方法执行的神经网络模型示意图。
具体实施方式
[0041]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0042]本专利技术实施例提供一种呼吸频率测量方法，如图1所示，包括：
[0043]步骤100，获取多通道PPG信号；
[0044]在一些实施例中，PPG传感器通常具有四个通道，因此，在采用单个传感器的情况下，可以采用PPG传感器的四个通道对应的四个PPG原始信号。在本实施方式中，对于多通道PPG信号来说，构建的数据向量是1*N*4的数据向量，其中，N是指连续采集的多个数据点，4则对应四个通道。应当注意到，在步骤中，构建了一维四通道的数据向量，而非二维单通道向量，这是由于在后续的深度可分离卷积过程中，需要对多个通道进行分别卷积计算，如果构建二维单通道向量，则难以采用轻量化的计算过程进行计算。
[0045]步骤200，对多通道PPG信号进行至少一次特征提取；其中，特征提取包括：对多通道PPG信号进行两次以上的深度可分离卷积处理，以得到第一卷积数据；将最后一次深度可分离卷积处理之前的其中一次深度可分离卷积处理结果与第一卷积数据进行加和，以得到目标特征数据；
[0046]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种呼吸频率测量方法，其特征在于，包括：获取多通道PPG信号；对所述多通道PPG信号进行至少一次特征提取；其中，所述特征提取包括：对所述多通道PPG信号进行两次以上的深度可分离卷积处理，以得到第一卷积数据；将最后一次深度可分离卷积处理之前的其中一次深度可分离卷积处理的结果与第一卷积数据进行加和，以得到目标特征数据；将所述目标特征数据输入到分类器进行分类，以确定当前的呼吸频率。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述多通道PPG信号进行两次以上的深度可分离卷积处理，以得到第一卷积数据包括：对所述多通道PPG信号进行逐通道卷积，以形成与PPG信号每个通道对应的第一子卷积结果；对所述第一子卷积结果进行多次逐点卷积，以获取具有多个通道的所述第一卷积数据。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对所述多通道PPG信号进行逐通道卷积，以形成与PPG信号每个通道对应的第一子卷积结果，包括：在所述逐通道卷积完成后，对所述逐通道卷积的结果进行批量归一化处理，以形成归一化的所述第一子卷积结果；所述对所述第一子卷积结果进行多次逐点卷积，以获取具有多个通道的所述第一卷积数据，包括：在所述多次逐点卷积完成后，对所述多次逐点卷积的结果进行批量归一化处理，以形成归一化的所述第一卷积数据。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对所述多通道PPG信号进行逐通道卷积包括：对所述多通道PPG信号进行填充，以使所述第一子卷积结果的数据点数量与所述PPG信号数据点数量相同。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述目标特征数据输入到分类器...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨昆鹏，史秀华，刘恩锋，王建升，
申请(专利权)人：研祥智慧物联科技有限公司，
类型：发明
国别省市：