[發(fā)明專利]生物信號降噪裝置、處理裝置、監(jiān)控處理系統(tǒng)及電子設(shè)備

在審

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• 申請日: 2020-02-23
• 公開（公告）號: CN113367656A
• 公開（公告）日: 2021-09-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王紹迪
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州知存智能科技有限公司
• 主分類號: A61B5/00
• 分類號: A61B5/00;A61B5/0205;A61B5/145;A61B5/346;A61B5/372;A61B5/01
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本發(fā)明提供一種生物信號降噪裝置、處理裝置、監(jiān)控處理系統(tǒng)及電子設(shè)備，該生物信號降噪裝置包括：降噪模塊，用于基于存算一體架構(gòu)對生物信號進(jìn)行降噪處理；其中，所述降噪模塊包括由多個陣列排布的閃存單元組成的閃存處理陣列，所述閃存單元的閾值電壓可調(diào)，所述閃存處理陳列中存有預(yù)訓(xùn)練的深度學(xué)習(xí)降噪模型，通過利用存算一體技術(shù)實現(xiàn)深度學(xué)習(xí)降噪模型進(jìn)行生物信號降噪，存算一體技術(shù)的擴(kuò)展性好，硬件簡單，功耗低，能夠直接應(yīng)用到資源受限的離線終端場景，增加少量功耗和硬件開銷就可以有效提高信號監(jiān)測準(zhǔn)確度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及信號處理領(lǐng)域，尤其涉及一種生物信號降噪裝置、處理裝置、監(jiān)控處理系統(tǒng)及電子設(shè)備。

背景技術(shù)

隨著人工智能的快速發(fā)展，智能可穿戴設(shè)備(例如智能手機(jī)、智能耳機(jī)、智能手環(huán)、智能眼鏡等)在日常生活中逐步普及。與此同時，利用智能可穿戴設(shè)備進(jìn)行健康監(jiān)測與管理也逐漸受到大眾的認(rèn)可，例如通過在智能可穿戴設(shè)備上增加各類傳感器來實時監(jiān)測血壓、血氧、血糖、心率、心電圖等，進(jìn)而實現(xiàn)健康管理。

但是在日常生活中，由于存在各種噪聲，比如環(huán)境噪聲、監(jiān)測人體自身的肌電噪聲、人體運(yùn)動造成的基線漂移噪聲、監(jiān)測人的皮膚濕度與溫度不同等帶來的噪聲等，會造成傳感器采集的信號質(zhì)量受到影響，進(jìn)而影響監(jiān)測準(zhǔn)確度。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本發(fā)明提供一種生物信號降噪裝置、處理裝置、監(jiān)控處理系統(tǒng)及電子設(shè)備，能夠至少部分地解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

第一方面，提供一種生物信號降噪裝置，包括：降噪模塊，用于基于存算一體架構(gòu)對生物信號進(jìn)行降噪處理；

其中，所述降噪模塊包括由多個陣列排布的閃存單元組成的閃存處理陣列，所述閃存單元的閾值電壓可調(diào)，所述閃存處理陳列中存有預(yù)訓(xùn)練的深度學(xué)習(xí)降噪模型。

進(jìn)一步地，生物信號降噪裝置還包括：連接在所述降噪模塊之前的預(yù)處理模塊以及與所述預(yù)處理模塊、所述降噪模塊連接的重建模塊；

所述預(yù)處理模塊用于將所述生物信號轉(zhuǎn)換為頻域信號；

所述降噪模塊對所述頻域信號的幅度譜進(jìn)行降噪處理得到降噪后幅度譜；

所述重建模塊根據(jù)所述頻域信號的相位譜以及所述降噪后幅度譜進(jìn)行信號重建。

進(jìn)一步地，所述預(yù)處理模塊包括：加窗單元以及傅里葉變換單元；

所述加窗單元用于對所述生物信號進(jìn)行加窗；

所述傅里葉變換單元用于將加窗后的生物信號轉(zhuǎn)換為所述頻域信號。

進(jìn)一步地，所述重建模塊包括：功率譜補(bǔ)償單元以及反向傅里葉變換單元；

所述功率譜補(bǔ)償單元用于對所述降噪后幅度譜進(jìn)行補(bǔ)償；

所述反向傅里葉變換單元用于對補(bǔ)償后的幅度譜以及所述頻域信號的相位譜進(jìn)行反向傅里葉變換得到降噪后生物信號。

進(jìn)一步地，所述降噪模塊的工作模式包括：處理模式以及編程模式；

所述降噪模塊在處理模式下對所述生物信號進(jìn)行降噪處理，在編程模式下更新所述深度學(xué)習(xí)降噪模型。

進(jìn)一步地，所述降噪模塊還包括：連接在所述閃存處理陣列之前的濾波電路、連接在所述閃存處理陣列輸出端的模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊以及連接所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的后處理模塊。

進(jìn)一步地，所述閃存單元包括：用于存儲長時數(shù)據(jù)且閾值電壓可調(diào)的可編程半導(dǎo)體器件以及用于存儲臨時數(shù)據(jù)的模擬電容單元，所述可編程半導(dǎo)體器件與所述模擬電容單元并聯(lián)連接。