本發(fā)明涉及計算機技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種睡眠質(zhì)量分析方法及分析裝置。

背景技術(shù)：

了解和掌握個人的睡眠狀況，不僅有助于睡眠障礙患者準(zhǔn)確地向醫(yī)生提供自己的睡眠狀況信息，便于醫(yī)生進行對癥醫(yī)療；而且，也有助于普通人及時了解自己睡眠狀況的異常變化，以便于盡早調(diào)整或治療。

目前常用的睡眠監(jiān)測裝置有通過采集睡眠者的心率等參數(shù)來監(jiān)測睡眠期間的動作，從而分析確定睡眠狀況。還有采用重力加速度傳感器來監(jiān)測人體的睡眠情況，由于加速度計只能用于記錄被測者的肢體運動，而肢體運動與睡眠狀態(tài)沒有直接關(guān)系，因此日常辦公、短時午休、夜間看電視、手機等使用場景中，還有在入睡中蚊子叮咬，或其他皮膚瘙癢等，導(dǎo)致佩戴者不自主地抓撓或伸縮，此時睡眠監(jiān)測產(chǎn)品會因重力加速度傳感器的運動而錯誤的判斷佩戴者為未入睡狀態(tài)，嚴(yán)重影響睡眠質(zhì)量分析精度。

因此，需要有一種睡眠質(zhì)量分析方法和分析裝置，其分析精度更高、功耗低、計算量少，且存儲量要求低、對加速度傳感器的要求低、可以分析一天中的多段睡眠或多天的睡眠。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。本發(fā)明可以解決穿戴式產(chǎn)品利用三軸加速度傳感器就能更精確的自動監(jiān)測人體在一整天的睡眠情況，以便用戶可以了解自己的入睡時間、起床時間、深度睡眠、淺度睡眠、清醒狀態(tài)的總時間及其在睡眠時間段中的具體時間分布。

為此，本發(fā)明的一個目的在于提出一種睡眠質(zhì)量分析方法，該方法分析精度更高、功耗低、計算量少，且存儲量要求低、對加速度傳感器的要求低、可以分析一天中的多段睡眠或多天的睡眠。

本發(fā)明的另一個目的在于提出一種睡眠質(zhì)量分析裝置。

為達到上述目的，本發(fā)明一方面的實施例提出了一種睡眠質(zhì)量分析方法，包括以下步驟：采集穿戴式設(shè)備的重力加速度數(shù)據(jù)，其中采集模式在快速采樣模式、慢速采樣模式和低速采樣模式之間可切換；對采集的數(shù)據(jù)進行活動量評估；將活動量和當(dāng)前日期信息保存到非易失性存儲介質(zhì)；以及對存儲的活動量分析，以確定用戶的入睡時間、起床時間、深度睡眠、淺度睡眠、清醒狀態(tài)的時間分布信息。

通過本發(fā)明實施例的睡眠質(zhì)量分析方法，達到了睡眠質(zhì)量分析精度更高、功耗低、計算量少，且存儲量要求低、對加速度傳感器的要求低、可以分析一天中的多段睡眠或多天的睡眠的效果。

另外，根據(jù)本發(fā)明上述實施例的睡眠質(zhì)量分析方法還可以具有以下附加的技術(shù)特征。

可選的，在本發(fā)明的一個實施例中，所述快速采樣模式的采樣頻率為31.25Hz、所述慢速采樣模式的采樣頻率為4Hz、所述低速采樣模式的采樣頻率為2Hz,由于可以切換采樣頻率，故減少了功耗。

進一步地，在本發(fā)明的一個實施例中，所述活動量評估有休息狀態(tài)和運動狀態(tài)兩種狀態(tài)，當(dāng)?shù)退俨蓸幽Ｊ?分鐘后進入休息狀態(tài)；當(dāng)快速采樣模式持續(xù)20秒未退出該采樣模式時進入運動狀態(tài)。

進一步地，在本發(fā)明的一個實施例中，所述活動量分析步驟為：

S1 將時間段N內(nèi)的活動量為0的數(shù)據(jù)置換為251，表示這段時間還沒有進行睡眠，暫不納入睡眠信息中；

S2 將時間段N內(nèi)的活動量大于等于240，且持續(xù)時間不小于N/48的區(qū)域標(biāo)記為活動區(qū)域A；

S3 活動區(qū)域A的終點為睡眠區(qū)域U1的起點，活動區(qū)域A的起點為睡眠區(qū)域U1的終點；

S4 將睡眠區(qū)域U1中只有起點或只有終點的區(qū)域刪除；

S5 將睡眠區(qū)域U1中活動量小于5的區(qū)域刪除；

S6 將時間段N內(nèi)睡眠區(qū)域U1持續(xù)時間最長的區(qū)域標(biāo)記為U2；

S7 將U2的起點作為真正睡眠的起點，將U2的終點作為真正睡眠的終點；

S8 在真正睡眠區(qū)域U2中查找深度睡眠、淺度睡眠、清醒狀態(tài)的區(qū)域。

進一步地，在本發(fā)明的一個實施例中，所述S8的具體步驟為：

S81將U2中持續(xù)時間大于等于N/192，活動量持續(xù)等于1的區(qū)域標(biāo)記為B，則區(qū)域B為深度睡眠區(qū)域；

S82將U2中持續(xù)時間大于等于N/288，活動量持續(xù)大于40的區(qū)域標(biāo)記為C，則區(qū)域C為清醒區(qū)域；

S83將U2中，如果深度睡眠區(qū)域B和清醒區(qū)域C相鄰，則將深度睡眠區(qū)域B中靠近清醒區(qū)域C的2個活動量刪除；

S84將U2中深度睡眠區(qū)域B和清醒區(qū)域C以外的區(qū)域標(biāo)記為D，則區(qū)域D為淺睡區(qū)域。

為達到上述目的，本發(fā)明另一方面的實施例提出了一種睡眠質(zhì)量分析裝置，包括：加速度采集模塊、由三軸重力加速度傳感器組成，采集穿戴式設(shè)備的重力加速度數(shù)據(jù)；功耗控制模塊、控制加速度采集模塊的采樣頻率在快速采樣模式、慢速采樣模式和低速采樣模式之間切換；活動量評估模塊，活動量評估模塊中維護了兩種狀態(tài)，第一種是運動狀態(tài)，第二種是休息狀態(tài)；原始活動量存儲模塊，用于每2分鐘從活動量評估模塊獲取活動量，并將活動量和當(dāng)前日期信息保存到非易失性存儲介質(zhì)；分析模塊，對存儲的活動量分析，以確定用戶的入睡時間、起床時間、深度睡眠、淺度睡眠、清醒狀態(tài)的時間分布信息。

通過本發(fā)明實施例的一種睡眠質(zhì)量分析裝置，達到了睡眠質(zhì)量分析精度更高、功耗低、計算量少，且存儲量要求低、對加速度傳感器的要求低、可以分析一天中的多段睡眠或多天的睡眠的效果。

另外，根據(jù)本發(fā)明上述實施例的睡眠質(zhì)量分析裝置還可以具有以下附加的技術(shù)特征。

進一步地，在本發(fā)明的一個實施例中，所述三軸重力加速度傳感器支持0-8倍重力加速度量程。

進一步地，在本發(fā)明的一個實施例中，所述三軸重力加速度傳感器可以檢測到佩戴位置動作變化在2cm以內(nèi)的微小改變、且可以緩存至少60組加速度樣本。

進一步地，在本發(fā)明的一個實施例中，所述原始活動量存儲模塊能夠存儲0-48小時的活動量。

進一步地，在本發(fā)明的一個實施例中，所述快速采樣模式的采樣頻率為31.25Hz、所述慢速采樣模式的采樣頻率為4Hz、所述低速采樣模式的采樣頻率為2Hz。

附圖說明

本發(fā)明上述的和/或附加的方面和優(yōu)點從下面結(jié)合附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：

圖1為根據(jù)本發(fā)明一個實施例的睡眠質(zhì)量分析方法的流程圖；

圖2為根據(jù)本發(fā)明一個實施例的睡眠質(zhì)量分析裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面詳細描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的步驟或模塊。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。

下面參照附圖描述根據(jù)本發(fā)明實施例提出的睡眠質(zhì)量分析方法及分析裝置，首先將參照附圖描述根據(jù)本發(fā)明實施例提出的睡眠質(zhì)量分析方法。

圖1是本發(fā)明一個實施例的睡眠質(zhì)量分析方法的流程圖。

在步驟S101中，采集穿戴式設(shè)備的重力加速度數(shù)據(jù)，其中采集模式在快速采樣模式、慢速采樣模式和低速采樣模式之間可切換。

其中快速采樣模式的采樣頻率為31.25Hz、所述慢速采樣模式的采樣頻率為4Hz、所述低速采樣模式的采樣頻率為2Hz。

其中設(shè)加速度先入先出隊列為F為加速度采樣模塊中緩存的至少60組加速度樣本所組成的隊列。每次推入一個樣本時，即來原來隊列中的所有樣本與即將推入的新樣本做比較如下：設(shè)新推入的樣本為。

設(shè)原來隊列中的樣本為 ，其中i=1, 2, 3, …, 60。

設(shè)三軸重力加速度傳感器X軸上新元素與原來隊列中舊元素之差的絕對值： , 其中i=1, 2, 3, …, 60。

設(shè)三軸重力加速度傳感器Y軸上新元素與原來隊列中舊元素之差的絕對值： , 其中i=1, 2, 3, …, 60。

設(shè)三軸重力加速度傳感器Z軸上新元素與原來隊列中舊元素之差的絕對值： , 其中i=1, 2, 3, …, 60。

設(shè) ，

，

，

, 其中是求取最大者。

設(shè)為動或不動的閥值，在本實施例中，在8倍重力加速度測量量程情況下，該閥值可設(shè)置為3。

當(dāng)時，由低速采樣模式切換為快速采樣模式；當(dāng) 時，由快速采樣模式切換為慢速采樣模式；當(dāng) 時保持1分鐘及以上時，由慢速采樣模式切換為低俗采樣模式。由于可以切換采樣頻率，故減少了功耗。

在步驟S102中，對采集的數(shù)據(jù)進行活動量評估。

其中活動量評估有休息狀態(tài)和運動狀態(tài)兩種狀態(tài)。當(dāng)?shù)退俨蓸幽Ｊ?分鐘后進入休息狀態(tài)；當(dāng)快速采樣模式持續(xù)20秒未退出該采樣模式時進入運動狀態(tài)。

在步驟S103中，將活動量和當(dāng)前日期信息保存到非易失性存儲介質(zhì)。

在步驟S104中，對存儲的活動量分析，以確定用戶的入睡時間、起床時間、深度睡眠、淺度睡眠、清醒狀態(tài)的時間分布信息。

這里的活動量是用于衡量一段時間內(nèi)身體的運動量的物理量。活動量一般以1分鐘或者2分鐘為最小時間計算單元，表示睡眠質(zhì)量分析的結(jié)果。

本實施例中使用1個字節(jié)表示活動量，這樣可以將輸出存儲的需求降到最低，一個字節(jié)表示設(shè)置的范圍是0-255。

其中0表示無活動量數(shù)據(jù)，如在某一天的上午獲取當(dāng)天的活動量，由于下午是將來的時間，則下午的活動量用0表示。

其中1-239，表示真實活動量，1表示靜止未動，其他的數(shù)值越高表示活動量越大。

其中240-255, 則表示一種標(biāo)記，例如當(dāng)前處于運動狀態(tài)則使用255表示，如果當(dāng)前正在充電，則使用254表示，如果當(dāng)前使用心率傳感器沒有監(jiān)測到佩戴，則使用253表示。

其中活動量分析步驟為如下。

S1 將時間段N內(nèi)的活動量為0的數(shù)據(jù)置換為251，表示這段時間還沒有進行睡眠，暫不納入睡眠信息中。

S2 將時間段N內(nèi)的活動量大于等于240，且持續(xù)時間不小于N/48的區(qū)域標(biāo)記為活動區(qū)域A。

S3 活動區(qū)域A的終點為睡眠區(qū)域U1的起點，活動區(qū)域A的起點為睡眠區(qū)域U1的終點。

S4 將睡眠區(qū)域U1中只有起點或只有終點的區(qū)域刪除。

本步驟中去掉了不完整的U1區(qū)域，這個U1區(qū)域很有可能在前一天已經(jīng)分析過、或者在下一天才需要分析。

S5 將睡眠區(qū)域U1中活動量小于5的區(qū)域刪除。

本步驟的引入是為了將日常辦公、短時午休、夜間看電視、手機等使用場景中，還有在入睡中蚊子叮咬，或其他皮膚瘙癢等，導(dǎo)致佩戴者不自主地抓撓或伸縮等短時間的休息或異常休息排除在外。

S6 將時間段N內(nèi)睡眠區(qū)域U1持續(xù)時間最長的區(qū)域標(biāo)記為U2。

S7 將U2的起點作為真正睡眠的起點，將U2的終點作為真正睡眠的終點。

S8 在真正睡眠區(qū)域U2中查找深度睡眠、淺度睡眠、清醒狀態(tài)的區(qū)域。

其中S8的具體步驟如下。

S81 將U2中持續(xù)時間大于等于N/192，活動量持續(xù)等于1的區(qū)域標(biāo)記為B，則區(qū)域B為深度睡眠區(qū)域。

本步驟將所有可疑的深睡區(qū)域別出來、識別依據(jù)是人體深睡期間、是沒有體動特征的。

S82 將U2中持續(xù)時間大于等于N/288，活動量持續(xù)大于40的區(qū)域標(biāo)記為C，則區(qū)域C為清醒區(qū)域。

S83 將U2中，如果深度睡眠區(qū)域B和清醒區(qū)域C相鄰，則將深度睡眠區(qū)域B中靠近清醒區(qū)域C的2個活動量刪除。

本步驟中將清醒區(qū)域周圍2個點不納入深睡區(qū)域、這步驟對深睡區(qū)域進行了更新，即人體在連續(xù)清醒一段時間后、不可能立刻進入深睡狀態(tài)。

S84 將U2中深度睡眠區(qū)域B和清醒區(qū)域C以外的區(qū)域標(biāo)記為D，則區(qū)域D為淺睡區(qū)域。

上述時間N的單位為小時（h）。

通過本發(fā)明實施例的睡眠質(zhì)量分析方法，達到了睡眠質(zhì)量分析精度更高、功耗低、計算量少，且存儲量要求低、對加速度傳感器的要求低、可以分析一天中的多段睡眠或多天的睡眠的效果。

圖2是本一個實施例的睡眠質(zhì)量分析裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

如圖2所示，該睡眠質(zhì)量分析裝置10包括：加速度采集模塊100、功耗控制模塊200、活動量評估模塊300、原始活動量存儲模塊400和分析模塊500。

其中，加速度采集模塊100由三軸重力加速度傳感器組成，采集穿戴式設(shè)備的重力加速度數(shù)據(jù)。

三軸重力加速度傳感器支持0-8倍重力加速度量程。

三軸重力加速度傳感器可以檢測到佩戴位置動作變化在2cm以內(nèi)的微小改變、且可以緩存至少60組加速度樣本。

三軸重力加速度傳感器至少可以支持8位分辨率。

其中，功耗控制模塊200控制加速度采集模塊的采樣頻率在快速采樣模式、慢速采樣模式和低速采樣模式之間切換。

快速采樣模式的采樣頻率為31.25Hz、所述慢速采樣模式的采樣頻率為4Hz、所述低速采樣模式的采樣頻率為2Hz。由于可以切換采樣頻率，大大減少了設(shè)備的功耗。

其中，活動量評估模塊300維護了兩種狀態(tài)，第一種是運動狀態(tài)，第二種是休息狀態(tài)，當(dāng)?shù)退俨蓸幽Ｊ?分鐘后進入休息狀態(tài)，當(dāng)快速采樣模式持續(xù)20秒未退出該采樣模式時進入運動狀態(tài)。

其中，原始活動量存儲模塊400用于每2分鐘從活動量評估模塊獲取活動量，并將活動量和當(dāng)前日期信息保存到非易失性存儲介質(zhì)。

原始活動量存儲模塊400能夠存儲0-48小時的活動量。

分析模塊500，對存儲的活動量分析，以確定用戶的入睡時間、起床時間、深度睡眠、淺度睡眠、清醒狀態(tài)的時間分布信息。

通過本發(fā)明實施例的一種睡眠質(zhì)量分析裝置，達到了睡眠質(zhì)量分析精度更高、功耗低、計算量少，且存儲量要求低、對加速度傳感器的要求低、可以分析一天中的多段睡眠或多天的睡眠的效果。

此外，術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括至少一個該特征。在本發(fā)明的描述中，“多個”的含義是至少兩個，例如兩個，三個等，除非另有明確具體的限定。

在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個實施例”、“一些實施例”、 “示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不必須針對的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例以及不同實施例或示例的特征進行結(jié)合和組合。

盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。