[发明专利]生理信号处理系统及其过滤噪声方法

说明书

本发明是一种生理信号处理系统及其过滤噪声方法，主要由使用者配戴一感测装置并连结一滤波装置，该滤波装置接收一使用者的生理信号以及一震动信号，并执行一噪声判断演算法以根据震动信号取得含失真噪声的各个时间区间，该滤波装置依照所取得的各个时间区间，滤除生理信号中对应各个时间区间的失真噪声，并对滤除失真噪声后的生理信号进行信号补偿，以降低估算生理信号时，受失真噪声影响而产生的特征误差；藉此，当使用者于驾驶或移动中，通过该噪声判断演算法取得失真噪声的时间，并滤除生理信号的失真噪声，以达到提升生理信号特征的精确度的目的。

技术领域

本发明关于一种信号处理系统及方法，尤指一种生理信号处理系统及其过滤噪声方法。

背景技术

科技日新月异，人类的一些生理状态已经可藉由穿戴式的科技产品(如智慧型手表)进行分析、监测，且经常被应用于运动、医疗、睡眠、车辆驾驶等领域，例如使用者在手腕上配戴一具有光学感测器的智慧型手表，该智慧型手表可感测使用者在运动或行走时活动情形，同时检测使用者的生理信号(如光体积量测(photoplethysmogram,PPG)信号)，再将生理信号进行分析以取得使用者的心率变异(HeartRateVariability,HRV)的生理参数，因此当取得生理信号的正确性越高，心率变异的精准度也越高，能有助于提升掌握使用者生理状态的正确性。

但是，现有技术中的智慧型手表在检测使用者的生理信号(PPG信号)时，相当容易受到震动噪声或是使用者肢体扰动造成漏光等问题的影响，造成生理信号失真，并使得生理参数估算不准确，而且生理信号的数据量庞大，现有技术中运用的分析方法复杂费时、不易达到即时处理的效果。如台湾发明公开第201511735号“基于PPG的生理感测系统，其具有可从光学信号辨识及移除移动假影的时空取样途径”发明专利案(以下简称前案)，主要应用于健身及/或运动表现的技术领域，实现对生理参数的稳定且准确判定，在前案的其中一项实施例中记载，基于PPG的生理感测系统，采用从光学信号辨识及移除移动假影的时空取样途径，在身体活动的各种状态期间，该光学信号即时的由可穿戴式光学感测装置接收，故前案使用的主要数字信号处理技术包括kalmanfilter、傅立叶分析、峰值辨识或ICA分析等，达到经时间对准吸收估计并入于从光学信号辨识及移除移动假影，以还原生理信号的方式获得准确生理参数判定，以解决光学生理感测装置的移动假影所造成的不准确性。

由上述现有技术可知，穿戴式的科技产品可检测使用者的生理信号，取得生理信号的正确性越高，越有助于提升掌握使用者生理状态的正确性，在检测使用者的生理信号时，相当容易受到震动噪声或是使用者肢体扰动等问题造成生理信号失真，而生理信号的数据量大，若要提升精准度则分析运算相对费时，虽然使用一连串的数字信号处理技术提升准确性，但是越复杂的数学分析方法不仅费时更不易达到即时处理的需求，尤其是针对车辆驾驶时，若以复杂的数字信号处理器欲完全去除噪声达到信号还原，所进行的运算时间将过于冗长而无法达到对驾驶者即时的生理分析，因此，确实有待进一步提出更佳解决方案的必要性。

发明内容

有鉴于上述现有技术的不足，本发明主要目的是提供一种生理信号处理系统及其过滤噪声方法，其通过即时、快速的信号处理技术，能降低系统运算时所耗费的时间，并将检测到的使用者生理信号进行噪声过滤，以提升生理信号特征的精确度。

为达成上述目的所采取的技术手段是令前述生理信号处理系统的过滤噪声方法，是以一感测装置连接一滤波装置，并由该滤波装置执行该方法，该方法包括以下步骤：

接收一生理信号与一震动信号；

执行一噪声判断演算法，以根据该震动信号取得代表出现失真噪声的多数时区资讯；其中，取得代表出现失真噪声多数时区资讯的方式，是计算该震动信号的变化率的一平均值，并取得该震动信号的变化率的一标准差资讯；通过该平均值与该标准差资讯取得一高斯分布，若当该震动信号变化率大于或小于高斯分布的一倍标准差之值所对应的时间，即为上述时区资讯；