阅读说明：本技术 信号处理方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质 (Signal processing method, signal processing device, electronic equipment and computer readable storage medium ) 是由 任庆鑫 付晖 于 2020-06-30 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种信号处理方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质,所述方法包括：检测所述电子设备的模拟数字转换器输出的脉冲信号强度是否小于预设信号强度；若所述模拟数字转换器输出的脉冲信号强度小于预设信号强度,则减小所述模拟数字转换器的最低有效位位值,以增大所述模拟数字转换器输出的脉冲信号强度,由此,以实现基于模拟数字转换器采集信号强度更高的脉冲信号。(The invention discloses a signal processing method, a signal processing device, electronic equipment and a computer readable storage medium, wherein the method comprises the following steps: detecting whether the intensity of a pulse signal output by an analog-digital converter of the electronic equipment is smaller than a preset signal intensity; if the strength of the pulse signal output by the analog-digital converter is smaller than the preset signal strength, the least significant bit value of the analog-digital converter is reduced to increase the strength of the pulse signal output by the analog-digital converter, and therefore the pulse signal with higher signal strength is acquired based on the analog-digital converter.)

信号处理方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质

技术领域

本发明涉及信号处理领域，尤其涉及发明一种信号处理方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质。

背景技术

目前市面上的智能手表等电子设备都会存在心率、血氧等身体指标检测不准的问题。比如手表佩戴过松、佩戴位置差异、佩戴者皮肤将会导致脉冲信号(PPG信号)过弱，当过弱的PPG信号输入给算法的时候，会使得算法解算准确度下降。目前，业内解决上述问题的方法都是采用增大LED驱动电流，以增强PPG信号强度，然而由于增大LED的驱动电流，必然会增加产品功耗，且由于LED驱动电流的增加，LED灯的亮度增加，这样会导致光污染，影响佩戴者睡眠

上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种信号处理方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质，旨在解决目前现有技术中通过增大电子设备的驱动电流来增强脉冲信号，进而增加电子设备功耗，且产生光污染的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供一种信号处理方法，应用于电子设备，所述信号处理方法包括以下步骤：

检测所述电子设备的模拟数字转换器输出的脉冲信号强度是否小于预设信号强度；

若所述模拟数字转换器输出的脉冲信号强度小于预设信号强度，则减小所述模拟数字转换器的最低有效位位值，以增大所述模拟数字转换器输出的脉冲信号强度。

优选地，若所述模拟数字转换器输出的脉冲信号强度小于预设信号强度，则判断所述模拟数字转换器当前最低有效位位值是否达到最小位值；

若所述模拟数字转换器当前最低有效位位值未达到最小位值，则逐步减小所述模拟数字转换器的最低有效位位值，直至检测到所述模拟数字转换器输出的脉冲信号强度等于或大于预设信号强度。

优选地，若所述模拟数字转换器当前转换量程不是最小转换量程，且所述模拟数字转换器当前转换位数不是最大转换位数，则判定所述模拟数字转换器当前最低有效位位值未达到最小位值；

逐步减小所述模拟数字转换器的转换量程和/或逐步增大所述模拟数字转换器的转换位数，以逐步减小所述模拟数字转换器的最低有效位位值。

优选地，若所述模拟数字转换器当前转换量程是最小转换量程，且所述若所述模拟数字转换器当前不是最大转换位数，则判定所述模拟数字转换器当前转换幅度未达到最大转换幅度；

逐步增大所述模拟数字转换器的转换位数，以逐步减小所述模拟数字转换器的最低有效位位值。

优选地，若所述模拟数字转换器当前转换量程不是最小转换量程，且所述若所述模拟数字转换器当前是最大转换位数，则判定所述模拟数字转换器当前转换幅度未达到最大转换幅度；

逐步减小所述模拟数字转换器的转换量程，以逐步减小所述模拟数字转换器的最低有效位位值。

优选地，若检测到所述模拟数字转换器的最低有效位位值减小至最小位值，所述模拟数字转换器输出的脉冲信号强度小于预设信号强度时，则逐步增大所述模拟数字转换器输入的电信号强度，直至检测到所述模拟数字转换器输出的脉冲信号等于或大于预设信号。

优选地，增大驱动电流，以增大所述模拟数字转换器输入的电信号强度。。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种信号处理装置，所述信号处理电路装置包括：

检测模块，用于检测所述电子设备的模拟数字转换器输出的脉冲信号强度是否小于预设信号强度；

增大模块，用于若所述模拟数字转换器输出的脉冲信号强度小于预设信号强度，则减小所述模拟数字转换器的最低有效位位值，以增大所述模拟数字转换器输出的脉冲信号强度。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种电子设备，所述电子处理设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的信号处理程序，所述信号处理程序被所述处理器执行时实现以上任一项所述的信号处理方法的步骤。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有信号处理程序，所述信号处理程序被处理器执行时实现以上任一项所述的信号处理方法的步骤。

本发明提出的信号处理方法，通过检测所述电子设备的模拟数字转换器输出的脉冲信号强度是否小于预设信号强度；若所述模拟数字转换器输出的脉冲信号强度小于预设信号强度，则减小所述模拟数字转换器的最低有效位位值，以增大所述模拟数字转换器输出的脉冲信号强度，以实现基于模拟数字转换器采集信号强度更高的脉冲信号。

附图说明

图1是本发明实施例方案涉及的电子设备运行环境的终端结构示意图；

图2为本发明信号处理方法第一实施例的流程示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，图1是本发明实施例方案涉及的电子设备运行环境的终端结构示意图。

如图1所示，该电子设备可以包括：处理器1001，例如CPU，网络接口1004，用户接口1003，存储器1005，通信总线1002。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示屏(Display)、输入单元比如键盘(Keyboard)，可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如WI-FI接口)。存储器1005可以是高速RAM存储器，也可以是稳定的存储器(non-volatile memory)，例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。

可选地，电子设备还可以包括摄像头、RF(Radio Frequency，射频)电路，传感器、音频电路、WiFi模块等等。其中，传感器比如光传感器、运动传感器以及其他传感器。具体地，光传感器可包括环境光传感器及接近传感器，其中，环境光传感器可根据环境光线的明暗来调节显示屏的亮度，接近传感器可在移动终端移动到耳边时，关闭显示屏和/或背光。作为运动传感器的一种，重力加速度传感器可检测各个方向上(一般为三轴)加速度的大小，静止时可检测出重力的大小及方向，可用于识别移动终端姿态的应用(比如横竖屏切换、相关游戏、磁力计姿态校准)、振动识别相关功能(比如计步器、敲击)等；当然，移动终端还可配置陀螺仪、气压计、湿度计、温度计、红外线传感器等其他传感器，在此不再赘述。

本领域技术人员可以理解，图1中示出的电子设备结构并不构成对终端的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

如图1所示，作为一种计算机可读存储介质的存储器1005中可以包括操作系统、网络通信模块、用户接口模块以及信号处理程序。

在图1所示的终端中，网络接口1004主要用于连接后台服务器，与后台服务器进行数据通信；用户接口1003主要用于连接客户端(用户端)，与客户端进行数据通信；而处理器1001可以用于调用存储器1005中存储的信号处理程序。

在本实施例中，基于信号处理装置包括：存储器1005、处理器1001及存储在所述存储器1005上并可在所述处理器1001上运行的信号处理程序，其中，处理器1001调用存储器1005中存储的信号处理程序时，并执行以下操作：

检测所述电子设备的模拟数字转换器输出的脉冲信号强度是否小于预设信号强度；

若所述模拟数字转换器输出的脉冲信号强度小于预设信号强度，则减小所述模拟数字转换器的最低有效位位值，以增大所述模拟数字转换器输出的脉冲信号强度。

进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的信号处理程序，还执行以下操作：

若所述模拟数字转换器输出的脉冲信号强度小于预设信号强度，则判断所述模拟数字转换器当前最低有效位位值是否达到最小位值；

若所述模拟数字转换器当前最低有效位位值未达到最小位值，则逐步减小所述模拟数字转换器的最低有效位位值，直至检测到所述模拟数字转换器输出的脉冲信号强度等于或大于预设信号强度。

进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的信号处理程序，还执行以下操作：

若所述模拟数字转换器当前转换量程不是最小转换量程，且所述模拟数字转换器当前转换位数不是最大转换位数，则判定所述模拟数字转换器当前最低有效位位值未达到最小位值；

逐步减小所述模拟数字转换器的转换量程和/或逐步增大所述模拟数字转换器的转换位数，以逐步减小所述模拟数字转换器的最低有效位位值。

进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的信号处理程序，还执行以下操作：

若所述模拟数字转换器当前转换量程是最小转换量程，且所述若所述模拟数字转换器当前不是最大转换位数，则判定所述模拟数字转换器当前转换幅度未达到最大转换幅度；

逐步增大所述模拟数字转换器的转换位数，以逐步减小所述模拟数字转换器的最低有效位位值。

进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的信号处理程序，还执行以下操作：

若所述模拟数字转换器当前转换量程不是最小转换量程，且所述若所述模拟数字转换器当前是最大转换位数，则判定所述模拟数字转换器当前转换幅度未达到最大转换幅度；

逐步减小所述模拟数字转换器的转换量程，以逐步减小所述模拟数字转换器的最低有效位位值。

进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的信号处理程序，还执行以下操作：

若检测到所述模拟数字转换器的最低有效位位值减小至最小位值，所述模拟数字转换器输出的脉冲信号强度小于预设信号强度时，则逐步增大所述模拟数字转换器输入的电信号强度，直至检测到所述模拟数字转换器输出的脉冲信号等于或大于预设信号。

进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的信号处理程序，还执行以下操作：

增大驱动电流，以增大所述模拟数字转换器输入的电信号强度。

本发明还提供一种信号处理方法，应用于电子设备，参照图2，图2为本发明信号处理方法第一实施例的流程示意图。

步骤S10，检测所述电子设备的模拟数字转换器输出的脉冲信号强度是否小于预设信号强度；

步骤S20，若所述模拟数字转换器输出的脉冲信号强度小于预设信号强度，则减小所述模拟数字转换器的最低有效位位值，以增大所述模拟数字转换器输出的脉冲信号强度。

在本发明实施例中，本发明提出的一种信号处理方法应用于一电子设备，其中，电子设备包括发光二极管(LED)、接收光二极管(PD)、与接收光二极管连接(PD)电性连接的信号放大器(AFE)、与信号放大器(AFE)连接的模拟数字转换器(ADC)，其中，电子设备的电源模块给发光二极管提供驱动电流，发光二极管在当前驱动电流下产生一定强度的LED光线，并将LED光线射向佩戴该电子设备的用户身体组织上，需要说明的是，当发光二极管产生的LED光射入用户身体组织之后，由于某一块用户身体组织下的血液随着脉搏的跳动造成血液含量不同，这种变化会导致对射向用户身体组织的LED光线吸收量发生变化，在皮肤外部表现为皮肤反射光线总量的变化，即接收光二极管接收的光信号强度不同，接收光二极管接收由用户组织反射回来的光信号，并将信号转化为模拟电流信号，并将模拟电流信号输送至信号放大器进行信号放大后传输至模拟数字转换器中进行信号转换，具体地，将模拟电流信号转换成脉冲信号(PPG信号)，以供电子设备根据脉冲信号测算用户心率及脉搏等生理信息。

需要说明的是，当模拟数字转换器输出的脉冲信号过小时，会导致电子设备测算结果不准确，因此，本实施例中实时监测模拟数字转换器输出的脉冲信号是否过小，以在模拟数字转换器输出的脉冲信号过小时，及时对模拟数字转换器输出的脉冲信号进行修正，以提高电子设备测算结果的准确率。

具体地，检测模拟数字转换器输出的脉冲信号强度是否小于预设信号强度，其中，预设信号强度由电子设备测算精度确定，在检测到模拟数字转换器输出的脉冲信号强度小于预设信号强度时，则减小所述模拟数字转换器的最低有效位位值，以增大模拟数字转换器输出的脉冲信号强度，其中，需要说明的是，模拟数字转换器的转换函数为：ADC_out＝ADC_in/LSB，其中，ADC_out为模拟数字转换器输出的脉冲信号数值，ADC_in为模拟数字转换器输入的模拟电流信号数值，LSB为模拟数字转换器的最低有效位，即在当前模拟数字转换器输出的ADC_out过小时，通过减小LSB，以实现在保证ADC_in不变时，增大模拟数字转换器输出的ADC_out，需要说明的是，现有技术中在产品中解决脉冲信号过小的方法都是调节发光二极管的驱动电流，例如当采用10mA驱动电流点亮发光二极管时，发现脉冲信号过小，这时候会增大发光二极管的驱动电流，进而使得脉冲信号增强，然而增加驱动电流相应的增加电子设备功耗，导致电子设备耗电过快，进而影响用户体验，且增大发光二极管的驱动电流会导致发光二极管的光线变强，在用户晚间佩戴电子设备睡觉时，严重会影响佩戴者晚上睡眠质量，而基于本实施例提出的信号处理方法，在保证发光二极管的驱动电流不变的条件下，只用增大模拟数字转换器的转换幅度，就可增大所述模拟数字转换器输出的脉冲信号强度。

进一步地，步骤S20还包括：

步骤S201，若所述模拟数字转换器输出的脉冲信号强度小于预设信号强度，则判断所述模拟数字转换器当前最低有效位位值是否达到最小位值；

步骤S202，若所述模拟数字转换器当前最低有效位位值未达到最小位值，则逐步减小所述模拟数字转换器的最低有效位位值，直至检测到所述模拟数字转换器输出的脉冲信号强度等于或大于预设信号强度。

该步骤中，可以理解地是，模拟数字转换器的最低有效位位值有下限值，即最小位值，则在基于模拟数字转换器增大脉冲信号强度之前，需先判断模拟数字转换器当前最低有效位位值是否达到最小位值，若模拟数字转换器当前最低有效位位值未达到最小位值，则表明可通过减小模拟数字转换器当前最低有效位位值，以增大模拟数字转换器输出的脉冲信号强度，进一步地，若所述模拟数字转换器当前最低有效位位值达到最小位值，则可逐步增大驱动电流，直至检测到模拟数字转换器输出的脉冲信号等于或大于预设信号，具体地，可将驱动电流增大第一步长，然后在预设时间间隔后检测模拟数字转换器输出的脉冲信号强度是否小于预设信号强度，其中，需要说明的是，由于在突然间增大驱动电流时，电流会出现波动，因此模拟数字转换器输出的脉冲信号强度也会出现相应的波动，因此需间隔预设时间间隔后再次检测模拟数字转换器输出的脉冲信号强度。

进一步地，本实施例中，逐步减小模拟数字转换器的最低有效位位值，直至检测到模拟数字转换器输出的脉冲信号强度等于或大于预设信号强度为止，可选地，每次减小幅度可自定义设置，比如，若当前模拟数字转换器输出的脉冲信号强度远小于预设信号强度时，以将模拟数字转换器的最低有效位位值减小第一位值，在将模拟数字转换器的最低有效位位值减小第一位值之后，若检测到模拟数字转换器输出的脉冲信号强度接近预设信号强度时，则将模拟数字转换器的最低有效位位值减小第二位值，其中，第二位值小于第一位值，进一步地，还可基于当前模拟数字转换器输出的脉冲信号强度与预设信号强度之间相差的信号强度值，根据模拟数字转换器的转换函数为：ADC_out＝ADC_in/LSB，获取需目标最低有效位位值，然后判断目标最低有效位位值是否大于或等于最小位值，若目标最低有效位位值于或等于最小位值，则一次性将模拟数字转换器的最低有效位位值减小至目标最低有效位位值。

本发明提出的信号处理方法，通过检测模拟数字转换器输出的脉冲信号强度是否小于预设信号强度；若所述模拟数字转换器输出的脉冲信号强度小于预设信号强度，则减小所述模拟数字转换器的最低有效位位值，以增大所述模拟数字转换器输出的脉冲信号强度，由此，以实现基于模拟数字转换器采集信号强度更高的脉冲信号。

基于上述第一实施例，提出本信号处理方法的第二实施例，在本实施例中，需要说明的是，本实施例中的LSB为模拟数字转换器的最低有效位取决于转换量程及转换位数，具体地，LSB＝range/2ⁿ，其中，range为转换量程，n为转换位数，且range与n均有最大值与最小值，即(range_min≤range≤range_max，n_min≤n≤n_max)，因此在减小所述模拟数字转换器的最低有效位位值之前，需先确定模拟数字转换器当前转换量程及当前转换位数，并判断当前转换量程是否是最小量程及当前转换位数是否是最大转换位数，以确定模拟数字转换器当前最低有效位位值是否达到最小位值，并在当前模拟数字转换器当前最低有效位位值未达到最小位值时，减小所述模拟数字转换器的最低有效位位值，以增大所述模拟数字转换器输出的脉冲信号强度。

具体地，步骤S202包括以下几种情况：

若所述模拟数字转换器当前转换量程不是最小转换量程，且所述模拟数字转换器当前转换位数不是最大转换位数，则判定所述模拟数字转换器当前最低有效位位值未达到最小位值；

逐步减小所述模拟数字转换器的转换量程和/或逐步增大所述模拟数字转换器的转换位数，以逐步减小所述模拟数字转换器的最低有效位位值。

需要说明的是，由于LSB＝range/2ⁿ，则在range_min≤range，且n≤n_max时，减小range或增大n，即可减小所述模拟数字转换器的最低有效位位值LSB。

或，若所述模拟数字转换器当前转换量程是最小转换量程，且所述若所述模拟数字转换器当前不是最大转换位数，则判定所述模拟数字转换器当前转换幅度未达到最大转换幅度；

逐步增大所述模拟数字转换器的转换位数，以逐步减小所述模拟数字转换器的最低有效位位值。

或，若所述模拟数字转换器当前转换量程是最小转换量程，且所述若所述模拟数字转换器当前不是最大转换位数，则判定所述模拟数字转换器当前转换幅度未达到最大转换幅度；

逐步增大所述模拟数字转换器的转换位数，以逐步减小所述模拟数字转换器的最低有效位位值。

进一步地，步骤S202还包括：

若检测到所述模拟数字转换器的最低有效位位值减小至最小位值，所述模拟数字转换器输出的脉冲信号强度小于预设信号强度时，则逐步增大所述模拟数字转换器输入的电信号强度，直至检测到所述模拟数字转换器输出的脉冲信号等于或大于预设信号。

该步骤中，可以理解的是，当电子设备的驱动电流过小，即使将模拟数字转换器的最低有效位位值减小至最小位值时，模拟数字转换器输出的脉冲信号强度仍会小于预设信号强度，此时，可通过逐步增大所述模拟数字转换器输入的电信号强度，直至检测到所述模拟数字转换器输出的脉冲信号等于或大于预设信号。

本实施例中，通过若所述模拟数字转换器当前最低有效位位值未达到最小位值，则逐步减小所述模拟数字转换器的最低有效位位值，直至检测到所述模拟数字转换器输出的脉冲信号强度等于或大于预设信号强度，且在检测到所述模拟数字转换器的最低有效位位值减小至最小位值，所述模拟数字转换器输出的脉冲信号强度小于预设信号强度时，则逐步增大所述模拟数字转换器输入的电信号强度，直至检测到所述模拟数字转换器输出的脉冲信号等于或大于预设信号，以确保模拟数字转换器输出的脉冲信号强度等于或大于预设信号强度。

此外，本发明实施例还提出一种信号处理装置，所述信号处理电路装置包括：

检测模块，用于检测模拟数字转换器输出的脉冲信号强度是否小于预设信号强度；

增大模块，用于若所述模拟数字转换器输出的脉冲信号强度小于预设信号强度，则减小所述模拟数字转换器的最低有效位位值，以增大所述模拟数字转换器输出的脉冲信号强度。

此外，本发明实施例还提出一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有信号处理程序，所述信号处理程序被处理器执行时实现以上所述信号处理系统的各个实施例的步骤。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用电子设备平台的方式来实现，当然也可以通过电子设备，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在如上所述的一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。