本申請涉及信號處理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種穿戴設(shè)備、消除運(yùn)動干擾的方法及裝置。

背景技術(shù)：

隨著生活水平的提高，人們越來越重視生活的健康水平，心率是指人體心臟每分鐘跳動的次數(shù)，在臨床診斷上一項(xiàng)非常重要的生理指標(biāo)。傳統(tǒng)醫(yī)療設(shè)備在測量心率時要求使用者處于靜止?fàn)顟B(tài)，同時不方便攜帶；因此，很多廠商已經(jīng)生產(chǎn)出可以進(jìn)行心率測量的穿戴設(shè)備，以便于使用者可以在日常生活狀態(tài)下進(jìn)行心率的測量。

現(xiàn)有的最常用的心率測量方法是光電脈搏容積(ppg)法，利用led發(fā)出特定波長的光并經(jīng)人體組織傳播、散射、衍射和反射后返回，將返回的光信號轉(zhuǎn)換為電信號，從而獲取相應(yīng)的ppg信號。光束在人體組織傳播過程中，由于人體組織的吸收作用而衰減，其中靜態(tài)組織如皮膚、脂肪、肌肉等的吸收是恒定值，而血液由于心臟的收縮和舒張周期而產(chǎn)生周期性容積變化，因而ppg信號中產(chǎn)生與心跳一致的周期性波形，所以ppg信號可以測量出心跳頻率，且光電脈搏容積法測量心率是一種無創(chuàng)無害的測量方法。

發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)至少存在以下問題：穿戴設(shè)備上的心率測量對光電脈搏容積法要求更高，因?yàn)槭褂谜咝枰谶\(yùn)動狀態(tài)下測量心率，在運(yùn)動狀態(tài)下肌肉和壓力會發(fā)生改變，導(dǎo)致光束傳播光路發(fā)生變化；而光電脈搏容積(ppg)信號中除脈搏波信號外，還疊加了運(yùn)動干擾信號。不同的運(yùn)動狀態(tài)產(chǎn)生的運(yùn)動干擾頻率不同，且運(yùn)動頻率不能保證是恒定值，走路、爬山和跑步狀態(tài)下，運(yùn)動頻率在0-4hz范圍內(nèi)，人的心率范圍同樣在0.5hz-4hz范圍內(nèi)，因此不能通過傳統(tǒng)的有限沖激相應(yīng)(fir)、無限沖激相應(yīng)(iir)或小波濾波濾除未知頻率的運(yùn)動干擾。

現(xiàn)有技術(shù)中，運(yùn)動狀態(tài)心率測量的技術(shù)方案有兩種：一是基于自適應(yīng)濾波器的自適應(yīng)噪聲消除方法；二是氧飽和度選通轉(zhuǎn)換(dst)方法。然而自適應(yīng)噪聲消除方法實(shí)現(xiàn)的前提條件是運(yùn)動狀態(tài)具有統(tǒng)計(jì)穩(wěn)定性，從而使得自適應(yīng)濾波器持續(xù)處于收斂狀態(tài)，但是現(xiàn)實(shí)中運(yùn)動狀態(tài)并不能保持穩(wěn)定，例如上下樓梯；dst方法實(shí)現(xiàn)的前提條件是血氧飽和度較高，通常高于85％，而并不適用于呼吸困難使用者(其血氧飽和度較低)，并且dst方法的計(jì)算量很大，難以在穿戴設(shè)備上實(shí)現(xiàn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本申請部分實(shí)施例的目的在于提供一種穿戴設(shè)備、消除運(yùn)動干擾的方法及裝置，能夠有效消除運(yùn)動中的干擾，且適用于各種運(yùn)動狀態(tài)下對消除運(yùn)動干擾后的信號的檢測，同時計(jì)算量較小，便于在穿戴設(shè)備上實(shí)現(xiàn)。

本申請的一個實(shí)施例提供了一種消除運(yùn)動干擾的方法，應(yīng)用于穿戴設(shè)備，穿戴設(shè)備能夠獲取穿戴設(shè)備的多維加速度信號與待處理的測量信號，且待處理的測量信號包括具有不同波長的第一信號與第二信號；方法包括：對多維加速度信號進(jìn)行降維處理，并得到表征運(yùn)動干擾的一維加速度信號；分別通過多個預(yù)設(shè)系數(shù)對第一信號及第二信號進(jìn)行混合，以計(jì)算得到多個預(yù)設(shè)系數(shù)對應(yīng)的多個混合信號；計(jì)算每個混合信號與一維加速度信號的相關(guān)系數(shù)；獲取相關(guān)系數(shù)中最大的相關(guān)系數(shù)對應(yīng)的預(yù)設(shè)系數(shù)及最小的相關(guān)系數(shù)對應(yīng)的預(yù)設(shè)系數(shù)；根據(jù)第一信號、第二信號、最大的相關(guān)系數(shù)對應(yīng)的預(yù)設(shè)系數(shù)及最小的相關(guān)系數(shù)對應(yīng)的預(yù)設(shè)系數(shù)計(jì)算得到待處理的測量信號中消除運(yùn)動干擾后的信號。

本申請實(shí)施例還提供了一種消除運(yùn)動干擾的裝置，應(yīng)用于上述消除運(yùn)動干擾的方法；降維模塊，用于對多維加速度信號進(jìn)行降維處理，并得到表征運(yùn)動干擾的一維加速度信號；第一計(jì)算模塊，用于分別通過多個預(yù)設(shè)系數(shù)對第一信號與第二信號進(jìn)行混合，以計(jì)算得到多個預(yù)設(shè)系數(shù)對應(yīng)的多個混合信號；第二計(jì)算模塊，用于計(jì)算每個混合信號與一維加速度信號的相關(guān)系數(shù)；識別模塊，用于獲取相關(guān)系數(shù)中最大的相關(guān)系數(shù)對應(yīng)的預(yù)設(shè)系數(shù)及最小的相關(guān)系數(shù)對應(yīng)的預(yù)設(shè)系數(shù)；以及第三計(jì)算模塊，用于根據(jù)第一信號、第二信號、最大的相關(guān)系數(shù)對應(yīng)的預(yù)設(shè)系數(shù)及最小的相關(guān)系數(shù)對應(yīng)的預(yù)設(shè)系數(shù)計(jì)算待處理的測量信號中消除運(yùn)動干擾后的信號。

本申請實(shí)施例還提供了一種穿戴設(shè)備，包括：第一傳感器、第二傳感器、存儲器以及連接于第一傳感器與第二傳感器的處理器；第一傳感器用于獲取穿戴設(shè)備的多維加速度信號；第二傳感器用于獲取待處理的測量信號器；待處理的測量信號包括具有不同波長的第一信號與第二信號；存儲器用于儲存多條指令；處理器用于加載多條指令并執(zhí)行權(quán)利要求8的消除運(yùn)動干擾的裝置的功能。

本申請實(shí)施例相對于現(xiàn)有技術(shù)而言，將多維加速度信號進(jìn)行降維處理獲取表征運(yùn)動干擾的一維加速度信號，通過多個預(yù)設(shè)系數(shù)對第一信號、第二信號進(jìn)行混合并計(jì)算多個預(yù)設(shè)系數(shù)對應(yīng)的多個混合信號；從而可以計(jì)算每個混合信號與一維加速度信號的多個相關(guān)系數(shù)；進(jìn)而獲取相關(guān)系數(shù)中最大的相關(guān)系數(shù)對應(yīng)的預(yù)設(shè)系數(shù)及最小的相關(guān)系數(shù)對應(yīng)的預(yù)設(shè)系數(shù)，從而能夠根據(jù)第一信號、第二信號、最大的相關(guān)系數(shù)對應(yīng)的預(yù)設(shè)系數(shù)及最小的相關(guān)系數(shù)對應(yīng)的預(yù)設(shè)系數(shù)計(jì)算得到待處理的測量信號中消除運(yùn)動干擾后的信號；即利用運(yùn)動干擾和多維加速度信號的相關(guān)性來消除運(yùn)動中的干擾，且適用于各種運(yùn)動狀態(tài)下對消除運(yùn)動干擾后的信號的檢測，同時計(jì)算量較小，便于在穿戴設(shè)備上實(shí)現(xiàn)。

另外，在消除運(yùn)動干擾的方法中，混合信號為：表示第一信號；表示第二信號；ri表示第i個預(yù)設(shè)系數(shù)且ri的遍歷范圍為[rslow,rhigh]，，其中rslow、rhigh分別為預(yù)設(shè)范圍的下限值和上限值。本實(shí)施例提供了混合信號的具體計(jì)算方法。

另外，在消除運(yùn)動干擾的方法中，消除運(yùn)動干擾后的信號為：表示消除運(yùn)動干擾后的信號；ra表示最大的相關(guān)系數(shù)對應(yīng)的預(yù)設(shè)系數(shù)，rv表示最小的相關(guān)系數(shù)對應(yīng)的預(yù)設(shè)系數(shù)。本實(shí)施例提供了消除運(yùn)動干擾后的信號的具體計(jì)算公式。

另外，在消除運(yùn)動干擾的方法中，相關(guān)系數(shù)為皮爾遜相關(guān)系數(shù)。本實(shí)施例提供了相關(guān)系數(shù)的計(jì)算方法。

另外，在消除運(yùn)動干擾的方法中，對多維加速度信號進(jìn)行降維處理，并得到表征運(yùn)動干擾的一維加速度信號中，具體包括：計(jì)算多維加速度信號形成的多維加速度矩陣的協(xié)方差矩陣；計(jì)算協(xié)方差矩陣的多個特征值與多個特征向量；多個特征值與多個特征向量分別一一對應(yīng)；根據(jù)多個特征值識別出多個特征向量中包括預(yù)設(shè)信息量的特征向量；將特征向量與多維加速度信號相乘，以得到一維加速度信號。本實(shí)施例提供了對多維加速度信號進(jìn)行降維處理的具體實(shí)現(xiàn)方式。

另外，在消除運(yùn)動干擾的方法中，多個預(yù)設(shè)系數(shù)為一個等差遞增數(shù)列。

另外，在消除運(yùn)動干擾的方法中，消除運(yùn)動干擾后的信號為光電脈搏容積信號。

另外，在穿戴設(shè)備中，第二傳感器為心率傳感器。

附圖說明

一個或多個實(shí)施例通過與之對應(yīng)的附圖中的圖片進(jìn)行示例性說明，這些示例性說明并不構(gòu)成對實(shí)施例的限定，附圖中具有相同參考數(shù)字標(biāo)號的元件表示為類似的元件，除非有特別申明，附圖中的圖不構(gòu)成比例限制。

圖1是根據(jù)本申請第一實(shí)施例的消除運(yùn)動干擾的方法的具體流程圖；

圖2是根據(jù)本申請第一實(shí)施例中計(jì)算混合信號的示意圖；

圖3是根據(jù)本申請第一實(shí)施例的相關(guān)系數(shù)與預(yù)設(shè)系數(shù)的曲線圖；

圖4是根據(jù)本申請第二實(shí)施例的消除運(yùn)動干擾的方法的具體流程圖；

圖5是根據(jù)本申請第三實(shí)施例的消除運(yùn)動干擾的裝置的方框示意圖；

圖6是根據(jù)本申請第四實(shí)施例的穿戴設(shè)備的方框示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本申請的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本申請部分實(shí)施例進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本申請，并不用于限定本申請。

本申請第一實(shí)施例涉及一種消除運(yùn)動干擾的方法，應(yīng)用于穿戴設(shè)備，例如為手表、戒指、頭帶、耳機(jī)等，穿戴設(shè)備能夠獲取穿戴設(shè)備的多維加速度信號與待處理的測量信號；其中，多維加速度信號表示在運(yùn)動過程中穿戴設(shè)備在不同方向(即不同維度)上產(chǎn)生的加速度信號。

穿戴設(shè)備中的發(fā)光二極管發(fā)出兩種不同波長的光，穿戴設(shè)備中設(shè)有光傳感器能夠采集不同波長的光信號；從而能夠獲取包括具有不同波長的第一信號與第二信號的待處理的測量信號；消除待處理的測量信號中的運(yùn)動干擾后能夠得到消除運(yùn)動干擾后的信號，由第一信號或第二信號中得到的消除運(yùn)動干擾后的信號的頻率是相同的，即波長相同；消除運(yùn)動干擾后的信號例如為光電脈搏容積信號，則待處理的測量信號實(shí)際上是包含運(yùn)動干擾的光電脈搏容積信號，消除待處理的測量信號中的運(yùn)動干擾，便可以得到消除運(yùn)動干擾后的信號。

本實(shí)施例中以待處理的測量信號為包含運(yùn)動干擾的光電脈搏容積信號為例進(jìn)行說明，消除運(yùn)動干擾的方法的具體流程如圖1所示。

步驟101，對多維加速度信號進(jìn)行降維處理，并得到表征運(yùn)動干擾的一維加速度信號。

具體而言，穿戴設(shè)備的多維加速度信號一般為三軸加速度信號g(t)，包含x軸、y軸和z軸三個方向的加速度信號(x軸、y軸和z軸是以穿戴設(shè)備的當(dāng)前方向來確定的坐標(biāo)系)，對三軸加速度信號g(t)進(jìn)行降維處理，能夠從三軸加速度信號g(t)中提取出一維加速度信號acc(t)，其與待處理的測量信號中的運(yùn)動干擾成分具有強(qiáng)相關(guān)性，并且與待處理的測量信號中的脈搏信號成分無相關(guān)性，從而可以用一維加速度信號acc(t)來表征運(yùn)動干擾。

步驟102，分別通過多個預(yù)設(shè)系數(shù)對第一信號及第二信號進(jìn)行混合，以計(jì)算得到多個預(yù)設(shè)系數(shù)對應(yīng)的多個混合信號。

具體而言，第一信號是波長為λa的光電信號第二信號是波長為λb的光電信號其中t是長度為t的時間窗口，t＝[t0，t0+t]；第一信號第二信號滿足以下表達(dá)式：

其中，分別為第一信號和第二信號中的脈搏信號成分(即為消除運(yùn)動干擾后的信號)，分別為第一信號和第二信號中的運(yùn)動干擾成分，分別為第一信號和第二信號中的噪聲成分，并且第一信號和第二信號中的脈搏信號成分、運(yùn)動干擾成分和噪聲成分相互獨(dú)立。

通過預(yù)設(shè)系數(shù)ri對第一信號及第二信號進(jìn)行混合，請參考圖2，從而可以得到混合信號混合信號可以表示為：

其中，ri表示第i個預(yù)設(shè)系數(shù)且ri的遍歷范圍為[rslow,rhigh]，其中rslow、rhigh分別為預(yù)設(shè)范圍的下限值和上限值，較佳的，多個預(yù)設(shè)系數(shù)ri為一個等差遞增數(shù)列。

需要說明的是，圖2只是示意性的給出一種計(jì)算混合信號的方法，本實(shí)施例對此不作任何限制，具體可以根據(jù)實(shí)際設(shè)計(jì)方案來設(shè)定。

第一信號中的脈搏成分、運(yùn)動干擾成分分別與第二信號中的脈搏信號成分、運(yùn)動干擾成分相關(guān)，從而滿足以下表達(dá)式：

其中，混合信號與一維加速度信號acc(t)相關(guān)，存在相關(guān)系數(shù)；ra表示第a個預(yù)設(shè)系數(shù)，為相關(guān)系數(shù)取最大時對應(yīng)的預(yù)設(shè)系數(shù)；rv表示第v個預(yù)設(shè)系數(shù)，為相關(guān)系數(shù)取最小時對應(yīng)的預(yù)設(shè)系數(shù)；且ra≠rv。

由上可知，混合信號可以進(jìn)一步表示為：

其中，為噪聲成分，與以及不相關(guān)。

根據(jù)上述混合信號表達(dá)式，對多個預(yù)設(shè)系數(shù)ri在預(yù)設(shè)范圍[rslow,rhigh]內(nèi)的進(jìn)行遍歷，從而能夠計(jì)算出多個預(yù)設(shè)系數(shù)對應(yīng)的多個混合信號即，每個預(yù)設(shè)系數(shù)ri對應(yīng)一個混合信號

步驟103，計(jì)算每個混合信號與一維加速度信號的相關(guān)系數(shù)。

具體而言，現(xiàn)有的相關(guān)系數(shù)計(jì)算方法有皮爾遜相關(guān)系數(shù)計(jì)算方法、余弦相似度計(jì)算方法，本實(shí)施例中采用皮爾遜相關(guān)系數(shù)計(jì)算方法，相關(guān)系數(shù)為皮爾遜相關(guān)系數(shù)，皮爾遜相關(guān)系數(shù)與混合信號一維加速度信號的幅度和基線無關(guān)，只與混合信號一維加速度信號的形狀相關(guān)，因此能夠準(zhǔn)確度量混合信號一維加速度信號的形狀相似性。

皮爾遜相關(guān)系數(shù)計(jì)算方法計(jì)算每個混合信號與一維加速度信號acc(t)的皮爾遜相關(guān)系數(shù)(即相關(guān)系數(shù))ρri：

其中，ρri表示第i個預(yù)設(shè)系數(shù)對應(yīng)的混合信號與一維加速度信號acc(t)的皮爾遜相關(guān)系數(shù)。由于每個混合信號具有一個皮爾遜相關(guān)系數(shù)(即相關(guān)系數(shù))ρri，且每個混合信號對應(yīng)于一個預(yù)設(shè)系數(shù)ri。因此，每個皮爾遜相關(guān)系數(shù)ρri對應(yīng)于一個預(yù)設(shè)系數(shù)ri。

本實(shí)施例中，分別計(jì)算i個混合信號與一維加速度信號acc(t)的皮爾遜相關(guān)系數(shù)(即相關(guān)系數(shù))ρri，即，將i個混合信號依次帶入上述皮爾遜相關(guān)系數(shù)(即相關(guān)系數(shù))計(jì)算公式，從而能夠得到i個皮爾遜相關(guān)系數(shù)(即相關(guān)系數(shù))ρri；請參考圖3，為相關(guān)系數(shù)ρri與預(yù)設(shè)系數(shù)ri曲線。

步驟104，獲取相關(guān)系數(shù)中最大的相關(guān)系數(shù)對應(yīng)的預(yù)設(shè)系數(shù)及最小的相關(guān)系數(shù)對應(yīng)的預(yù)設(shè)系數(shù)。

具體而言，從多個相關(guān)系數(shù)ρri中識別出最大相關(guān)系數(shù)與最小相關(guān)系數(shù)，由圖3相關(guān)系數(shù)ρri與預(yù)設(shè)系數(shù)ri曲線可知，最大相關(guān)系數(shù)接近于1，最小相關(guān)系數(shù)接近于0；

另外，混合信號由此可知：

當(dāng)ri＝ra時，混合信號此時，混合信號與一維加速度信號acc(t)具有強(qiáng)相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)ρri取最大值接近于1；

當(dāng)ri＝rv時，混合信號此時，混合信號與一維加速度信號acc(t)具有弱相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)ρri取最小值接近于0；

因此，當(dāng)相關(guān)系數(shù)ρri取最大值接近于1時的相關(guān)系數(shù)為ra，當(dāng)相關(guān)系數(shù)ρri取最小值接近于0時的相關(guān)系數(shù)為rv；即，如圖3中所示，最大相關(guān)系數(shù)對應(yīng)的預(yù)設(shè)系數(shù)為ra為0.5，最小相關(guān)系數(shù)對應(yīng)的預(yù)設(shè)系數(shù)為rv為0.9。

步驟105，根據(jù)第一信號、第二信號、最大的相關(guān)系數(shù)對應(yīng)的預(yù)設(shè)系數(shù)及最小的相關(guān)系數(shù)對應(yīng)的預(yù)設(shè)系數(shù)計(jì)算得到待處理的測量信號中消除運(yùn)動干擾后的信號。

具體而言，當(dāng)ri＝rv時，混合信號與一維加速度信號acc(t)具有弱相關(guān)性，此時混合信號為：

drv(t)信號中只包含脈搏信號(即消除運(yùn)動干擾后的信號)和其他少量噪聲，運(yùn)動干擾成分已經(jīng)消除，而噪聲信號很小可以忽略，因此：

從而可以計(jì)算出待處理的測量信號中消除運(yùn)動干擾后的信號為：

其中，表示消除運(yùn)動干擾后的信號，ra表示最大相關(guān)系數(shù)對應(yīng)的預(yù)設(shè)系數(shù)，rv表示最小相關(guān)系數(shù)對應(yīng)的預(yù)設(shè)系數(shù)。

從而消除運(yùn)動干擾后的信號可以由或者由表示：

其中，均表示消除運(yùn)動干擾后的信號，ra表示最大相關(guān)系數(shù)對應(yīng)的預(yù)設(shè)系數(shù)，rv表示最小相關(guān)系數(shù)對應(yīng)的預(yù)設(shè)系數(shù)。

后續(xù)，可以根據(jù)需要，利用消除運(yùn)動干擾后的信號或并采用時域波形算法或頻域算法來計(jì)算出準(zhǔn)確的脈搏等生理參數(shù)。

需要說明的是，雖然和為不同波長的第一信號和第二信號中提取的脈搏信號，但是脈搏信號(即消除運(yùn)動干擾后的信號)和的頻率相同，即二者波長相同，因此根據(jù)脈搏信號(即消除運(yùn)動干擾后的信號)和計(jì)算出的脈搏等生理參數(shù)是相同的。

本實(shí)施例相對于現(xiàn)有技術(shù)而言，將多維加速度信號進(jìn)行降維處理獲取表征運(yùn)動干擾的一維加速度信號，通過多個預(yù)設(shè)系數(shù)對第一信號、第二信號進(jìn)行混合并計(jì)算多個預(yù)設(shè)系數(shù)對應(yīng)的多個混合信號；從而可以計(jì)算每個混合信號與一維加速度信號的多個相關(guān)系數(shù)；進(jìn)而獲取相關(guān)系數(shù)中最大的相關(guān)系數(shù)對應(yīng)的預(yù)設(shè)系數(shù)及最小的相關(guān)系數(shù)對應(yīng)的預(yù)設(shè)系數(shù)，從而能夠根據(jù)第一信號、第二信號、最大的相關(guān)系數(shù)對應(yīng)的預(yù)設(shè)系數(shù)及最小的相關(guān)系數(shù)對應(yīng)的預(yù)設(shè)系數(shù)計(jì)算得到待處理的測量信號中消除運(yùn)動干擾后的信號；即利用運(yùn)動干擾和多維加速度信號的相關(guān)性以消除運(yùn)動中的干擾，且適用于各種運(yùn)動狀態(tài)下對消除運(yùn)動干擾后的信號的檢測，同時計(jì)算量較小，便于在穿戴設(shè)備上實(shí)現(xiàn)。

本申請第二實(shí)施例涉及一種消除運(yùn)動干擾的方法，本實(shí)施例是對第一實(shí)施例的細(xì)化，主要細(xì)化之處在于：對步驟101，對多維加速度信號進(jìn)行降維處理，并得到表征運(yùn)動干擾的一維加速度信號，進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。

本實(shí)施例的消除運(yùn)動干擾的方法的具體流程如圖2所示。

其中，步驟202至步驟205與步驟102至步驟105大致相同，在此不再贅述，主要不同之處在于：本實(shí)施例中，步驟201，對多維加速度信號進(jìn)行降維處理，并得到表征運(yùn)動干擾的一維加速度信號中，具體包括：

子步驟2011，計(jì)算多維加速度信號形成的多維加速度矩陣的協(xié)方差矩陣。

具體而言，多維加速度信號一般為三軸加速度信號g(t)，三軸加速度信號g(t)表示三維空間上不同方向的加速度信號，三維數(shù)據(jù)g(t)＝[x(t),y(t),z(t)]，x(t)、y(t)、z(t)分別表示三個方向的加速度，從而可以計(jì)算三維數(shù)據(jù)g(t)的協(xié)方差矩陣c：

其中，cov表示計(jì)算協(xié)方差。

子步驟2012：計(jì)算協(xié)方差矩陣的多個特征值與多個特征向量。

具體而言，協(xié)方差矩陣c的特征值為λi以及特征值λi對應(yīng)的特征向量為vi，其中i＝1，2，3；因此，滿足以下公式:

cvi＝λivi

從而可以求出特征值λi及其對應(yīng)的特征向量vi，即多個特征值與多個特征向量分別一一對應(yīng)。

子步驟2013，根據(jù)多個特征值識別出多個特征向量中包括預(yù)設(shè)信息量的特征向量。

具體而言，將多個特征值λi由大到小進(jìn)行排序，且將每個特征值λi對應(yīng)的特征向量vi的順序做相應(yīng)調(diào)整，調(diào)整后的特征值用λi表示，其對應(yīng)的特征向量用vi表示；其中，i＝1，2，3。

預(yù)設(shè)信息量表示每個特征向量占所有特征向量的百分比，表示為p％；

當(dāng)且時，說明特征值λi對應(yīng)的特征向量vi包括預(yù)設(shè)信息量；其中i＝1，2，3。

從而可以識別出包括預(yù)設(shè)信息量的特征向量v＝[v1,…vi]。

子步驟2014，將特征向量與多維加速度信號相乘，以得到一維加速度信號。

具體而言，將包括預(yù)設(shè)信息量的特征向量v與三軸加速度信號g(t)(即多維加速度信號)相乘，得到降維后的三軸加速度信號g′(t)：

g′(t)＝g(t)v

其中，g′(t)表示降維后的三軸加速度信號。

降維后的三軸加速度信號g′(t)為t*i維矩陣，其中，i＝1，2，3，可以進(jìn)一步表示為：

g′(t)＝[g1(t),…gi(t)]

從而可以求得一維加速度信號acc(t)，

本實(shí)施例相對于第一實(shí)施例而言，提供了對多維加速度信號進(jìn)行降維處理的具體實(shí)現(xiàn)方式。

本申請第三實(shí)施例涉及一種消除運(yùn)動干擾的裝置，應(yīng)用于第一實(shí)施例與第二實(shí)施例任一項(xiàng)中的消除運(yùn)動干擾的方法。本實(shí)施例中，請參考圖5，消除運(yùn)動干擾的裝置包括多維數(shù)據(jù)降維模塊1、第一計(jì)算模塊2、第二計(jì)算模塊3、識別模塊4以及第三計(jì)算模塊5。

多維數(shù)據(jù)降維模塊1用于對多維加速度信號進(jìn)行降維處理，并得到表征運(yùn)動干擾的一維加速度信號。

第一計(jì)算模塊2用于用于分別通過多個預(yù)設(shè)系數(shù)對第一信號與第二信號進(jìn)行混合，以計(jì)算得到多個預(yù)設(shè)系數(shù)對應(yīng)的多個混合信號。

第二計(jì)算模塊3用于計(jì)算每個混合信號與一維加速度信號的相關(guān)系數(shù)。

識別模塊4用于獲取相關(guān)系數(shù)中最大的相關(guān)系數(shù)對應(yīng)的預(yù)設(shè)系數(shù)及最小的相關(guān)系數(shù)對應(yīng)的預(yù)設(shè)系數(shù)。

第三計(jì)算模塊5用于根據(jù)第一信號、第二信號、最大的相關(guān)系數(shù)對應(yīng)的預(yù)設(shè)系數(shù)及最小的相關(guān)系數(shù)對應(yīng)的預(yù)設(shè)系數(shù)計(jì)算待處理的測量信號中消除運(yùn)動干擾后的信號。

本實(shí)施例相對于現(xiàn)有技術(shù)而言，將多維加速度信號進(jìn)行降維處理獲取表征運(yùn)動干擾的一維加速度信號，通過多個預(yù)設(shè)系數(shù)對第一信號、第二信號進(jìn)行混合并計(jì)算多個預(yù)設(shè)系數(shù)對應(yīng)的多個混合信號；從而可以計(jì)算每個混合信號與一維加速度信號的多個相關(guān)系數(shù)；進(jìn)而獲取相關(guān)系數(shù)中最大的相關(guān)系數(shù)對應(yīng)的預(yù)設(shè)系數(shù)及最小的相關(guān)系數(shù)對應(yīng)的預(yù)設(shè)系數(shù)，從而能夠根據(jù)第一信號、第二信號、最大的相關(guān)系數(shù)對應(yīng)的預(yù)設(shè)系數(shù)及最小的相關(guān)系數(shù)對應(yīng)的預(yù)設(shè)系數(shù)計(jì)算得到待處理的測量信號中消除運(yùn)動干擾后的信號；即利用運(yùn)動干擾和多維加速度信號的相關(guān)性來消除運(yùn)動中的干擾，且適用于各種運(yùn)動狀態(tài)下對消除運(yùn)動干擾后的信號的檢測，同時計(jì)算量較小，便于在穿戴設(shè)備上實(shí)現(xiàn)。

本申請第四實(shí)施例涉及一種穿戴設(shè)備，為手表、戒指、頭帶、耳機(jī)中的任意一種。本實(shí)施例中，請參考圖6，穿戴設(shè)備包括第一傳感器6、第二傳感器7、存儲器8以及處理器9。

本實(shí)施例中，處理器9連接于第一傳感器6與第二傳感器7。

第一傳感器6用于獲取穿戴設(shè)備的多維加速度信號。

第二傳感器7用于獲取待處理的測量信號器；待處理的測量信號包括具有不同波長的第一信號與第二信號；其中，第二傳感器7可以為心率傳感器。

存儲器8用于儲存多條指令。

處理器9用于加載多條指令并執(zhí)行第三實(shí)施例中的消除運(yùn)動干擾的裝置的功能。

本實(shí)施例相對于現(xiàn)有技術(shù)而言，提供了一種可以消除運(yùn)動干擾的可穿戴設(shè)備。

本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解，上述各實(shí)施例是實(shí)現(xiàn)本申請的具體實(shí)施例，而在實(shí)際應(yīng)用中，可以在形式上和細(xì)節(jié)上對其作各種改變，而不偏離本申請的精神和范圍。