生物电信号调节融合方法、装置及系统

摘要

本发明涉及生物电信号理疗技术领域，提供一种生物电信号调节融合方法，该方法根据预定的采样频率进行人体频率信号采集，获得人体的采样频率信号；采用遗传算法将采样频率信号与各个样本频率信号进行交叉、变异运算，形成多个变异频率信号，样本频率信号是预先采集的；根据频率与人体阻值的对应关系，从样本频率信号和变异频率信号中选择对应的人体阻值最低的信号，作为融合频率信号，输出融合频率信号，频率与人体阻值的对应关系是预先获取的。本发明生物电信号调节融合方法，能够根据人体差异，调节生物电信号，输出与人体相适应的融合频率信号。

权利要求

1.一种生物电信号调节融合方法，其特征在于，包括：

根据预定的采样频率进行人体频率信号采集，获得人体的采样频率信号；

采用遗传算法将所述采样频率信号与各个样本频率信号进行交叉、变异运算，形成多个变异频率信号，所述样本频率信号是预先采集的；

根据频率与人体阻值的对应关系，从所述样本频率信号和所述变异频率信号中选择对应的人体阻值最低的信号，作为融合频率信号，输出所述融合频率信号，所述频率与人体阻值的对应关系是预先获取的。

2.根据权利要求1所述生物电信号调节融合方法，其特征在于，在输出所述融合频率信号之后，该方法还包括：

将所述融合频率信号更新为样本频率信号。

3.根据权利要求1所述生物电信号调节融合方法，其特征在于，还包括：根据实际应用的需求确定采样频率调整指令，调整采集人体频率信号的采样频率。

4.根据权利要求1～3任意一项所述生物电信号调节融合方法，其特征在于，还包括：根据预定的采样频率进行人体强度信号采集，获得人体的采样强度信号；

采用遗传算法将所述采样强度信号与各个样本强度信号进行交叉、变异运算，形成多个变异强度信号，所述样本强度信号是预先采集的；

根据频率与人体阻值的对应关系，从所述样本强度信号和所述变异强度信号中选择各信号的频率对应的人体阻值最低的信号，作为融合强度信号，输出所述融合强度信号。

5.一种生物电信号调节融合装置，其特征在于，包括：

信号获取模块，用于根据预定的采样频率进行人体频率信号采集，获得人体的采样频率信号；

算法处理模块，用于采用遗传算法将所述采样频率信号与各个样本频率信号进行交叉、变异运算，形成多个变异频率信号，所述样本频率信号是预先采集的；

信号输出模块，用于根据频率与人体阻值的对应关系，从所述样本频率信号和所述变异频率信号中选择对应的人体阻值最低的信号，作为融合频率信号，输出所述融合频率信号，所述频率与人体阻值的对应关系是预先获取的。

6.根据权利要求5所述生物电信号调节融合装置，其特征在于，还包括：样本信号库，用于存储各个样本频率信号，并将所述融合频率信号更新为样本频率信号。

7.根据权利要求5所述生物电信号调节融合装置，其特征在于，还包括：采样频率调整模块，用于根据实际应用的需求确定采样频率调整指令，调整采集人体频率信号的采样频率。

8.根据权利要求5～7任意一项所述生物电信号调节融合装置，其特征在于，信号获取模块，还用于根据预定的采样频率进行人体强度信号采集，获得人体的采样强度信号；

算法处理模块，还用于采用遗传算法将所述采样强度信号与各个样本强度信号进行交叉、变异运算，形成多个变异强度信号，所述样本强度信号是预先采集的；

信号输出模块，还用于根据频率与人体阻值的对应关系，从所述样本强度信号和所述变异强度信号中选择各信号的频率对应的人体阻值最低的信号，作为融合强度信号，输出所述融合强度信号。

9.一种生物电信号调节融合系统，其特征在于，包括：

电极片、人体信号读取电路、融合频率输出电路、切换模块、信号获取模块、算法处理模块、信号输出模块和样本信号库，所述电极片与所述切换模块连接，

在所述切换模块处于采集状态时，所述电极片用于获取人体的采样频率信号，并发送至所述人体信号读取电路，在所述切换模块处于调节状态时，所述电极片接收所述融合频率输出电路发送的融合频率信号的工作参数，并按照所述工作参数，产生作用于人体的电信号；

所述人体信号读取电路用于在所述切换模处于采集状态时，将所述电极片获取的所述采样频率信号进行放大、滤波处理，发送至所述信号获取模块，在所述切换模块处于调节状态时，将所述融合频率信号的工作参数发送至所述电极片；

所述切换模块用于在接收所述信号输出模块发送的第一电平值时，切换至采集状态，在接收所述信号输出模块发送的第二电平值时，切换至调节状态；

所述信号获取模块用于获得人体的采样频率信号；

所述算法处理模块用于采用遗传算法将所述采样频率信号与各个预置的样本频率信号进行交叉、变异运算，形成多个变异频率信号；

所述信号输出模块用于根据预置的频率与人体阻值的对应关系，从所述样本频率信号和所述变异频率信号中选择对应的人体阻值最低的信号，作为融合频率信号，并确定所述融合频率信号的工作参数，输出所述融合频率信号的工作参数，以及向所述切换模块发送第一电片值或第二电平值；

所述样本信号库用于存储各个样本频率信号，并将所述融合频率信号更新为样本频率信号。

说明书

生物电信号调节融合方法、装置及系统

技术领域

[0001] 本发明涉及生物电信号理疗技术领域，具体涉及一种生物电信号调节融合方法、装置及系统。

背景技术

[0002] 目前，用于人体的保健仪器种类繁多，如生物电理疗仪，对促进人们的身心健康发挥了一定的作用，但是，现有的生物电理疗仪通常采用程序内置的模式，产生固定的频率，作用于所有的使用者，无法根据不同人体的差异进行相应的调节，输出适应于各个使用者的信号，导致使用者的实际体验效果差，甚至无法适应生物电的治疗，不能达到理疗的目标。

[0003] 虽然，部分生物电理疗仪设有相应的调节开关，能够让使用者在实际应用的过程中，进行相应的调节，以适应该生物电理疗仪的治疗，但是，根据使用者的个人主观判断会存在较大的误差，并且仪器的输出频率复杂，调节耗时较长，且用户的体验效果不佳。

[0004] 如何根据人体差异，调节生物电信号的输出频率，与人体相适应，是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

[0005] 本发明旨在提供一种生物电信号调节融合方法、装置及系统，能够根据人体差异，调节生物电信号，输出与人体相适应的融合频率信号。

[0006] 第一方面，本发明提供一种生物电信号调节融合方法，其具体说明如下：

[0007] 本发明提供一种生物电信号调节融合方法，具体步骤如下：

[0008] 根据预定的采样频率进行人体频率信号采集，获得人体的采样频率信号；

[0009] 采用遗传算法将采样频率信号与各个样本频率信号进行交叉、变异运算，形成多个变异频率信号，样本频率信号是预先采集的；

[0010] 根据频率与人体阻值的对应关系，从样本频率信号和变异频率信号中选择对应的人体阻值最低的信号，作为融合频率信号，输出融合频率信号，频率与人体阻值的对应关系是预先获取的。

[0011] 进一步地，在输出融合频率信号之后，该方法还包括将融合频率信息更新为样本频率信号。

[0012] 基于上述任意生物电信号调节融合方法实施例，进一步地，该方法还包括根据实际应用的需求确定采样频率调整指令，调整采集人体频率信号的采样频率。

[0013] 基于上述任意生物电信号调节融合方法实施例，进一步地，该方法还包括：

[0014] 根据预定的采样频率进行人体强度信号采集，获得人体的采样强度信号；

[0015] 采用遗传算法将采样强度信号与各个样本强度信号进行交叉、变异运算，形成多个变异强度信号，样本强度信号是预先采集的；

[0016] 根据频率与人体阻值的对应关系，从样本强度信号和变异强度信号中选择各信号的频率对应的人体阻值最低的信号，作为融合强度信号，输出融合强度信号。

[0017] 本发明生物电信号调节融合方法，通过获取人体的采用频率信号，将获得的采样频率信号和预置的样本频率信号，进行遗传算法处理，获得样本多个变异频率信号，根据频率与人体阻值的对应关系，将频率对应的人体阻值最低的信号，作为融合频率信号进行输出。该融合频率信号是根据每个人的身体差异，适用于每个用户，并且能够实时调整融合频率信号，无需人工调节，该生物电信号调节融合方法能够适用于更多的用户，且能够提高用户使用时的体验度。因此，本发明生物电信号调节融合方法，能够根据人体差异，调节生物电信号，输出与人体相适应的融合频率信号。

[0018] 第二方面，本发明提供一种生物电信号调节融合装置，其具体说明如下：

[0019] 本发明提供一种生物电信号调节融合装置，该装置包括信号获取模块、算法处理模块和信号输出模块，信号获取模块用于根据预定的采样频率进行人体频率信号采集，获得人体的采样频率信号；算法处理模块用于采用遗传算法将采样频率信号与各个样本频率信号进行交叉、变异运算，形成多个变异频率信号，样本频率信号是预先采集的；信号输出模块用于根据频率与人体阻值的对应关系，从样本频率信号和变异频率信号中选择对应的人体阻值最低的信号，作为融合频率信号，输出融合频率信号，频率与人体阻值的对应关系是预先获取的。

[0020] 进一步地，本实施例生物电信号调节融合装置还包括样本信号库，样本信号库用于存储各个样本频率信号，并将融合频率信号更新为样本频率信号。

[0021] 基于上述任意生物电信号调节融合装置实施例，进一步地，该装置还包括采样频率调整模块，采样频率调整模块用于根据实际应用的需求确定采样频率调整指令，调整采集人体频率信号的采样频率。

[0022] 基于上述任意生物电信号调节融合装置实施例，进一步地，信号获取模块还用于根据预定的采样频率进行人体强度信号采集，获得人体的采样强度信号；算法处理模块还用于采用遗传算法将采样强度信号与各个样本强度信号进行交叉、变异运算，形成多个变异强度信号，样本强度信号是预先采集的；信号输出模块还用于根据频率与人体阻值的对应关系，从样本强度信号和变异强度信号中选择各信号的频率对应的人体阻值最低的信号，作为融合强度信号，输出融合强度信号。

[0023] 本发明生物电信号调节融合装置，通过信号获取模块接收人体的采用频率信号，算法处理模块将获得的采样频率信号和预置的样本频率信号，进行遗传算法处理，获得样本多个变异频率信号，信号输出模块能够将频率对应的人体阻值最低的信号，作为融合频率信号进行输出。该融合频率信号是根据每个人的身体差异，适用于每个用户，并且能够实时调整融合频率信号，无需人工调节，该生物电信号调节融合装置能够适用于更多的用户，且能够提高用户使用时的体验度。因此，本发明生物电信号调节融合装置，能够根据人体差异，调节生物电信号，输出与人体相适应的融合频率信号。

[0024] 第三方面，本发明提供一种生物电信号调节融合系统，其具体说明如下：

[0025] 本发明提供一种生物电信号调节融合系统，该系统包括电极片、人体信号读取电路、融合频率输出电路、切换模块、信号获取模块、算法处理模块和信号输出模块，电极片与切换模块连接，在切换模块处于采集状态时，电极片用于获取人体的采样频率信号，并发送至人体信号读取电路，在切换模块处于调节状态时，电极片接收融合频率输出电路发送的融合频率信号的工作参数，并按照工作参数，产生作用于人体的电信号；人体信号读取电路用于在切换模处于采集状态时，将电极片获取的采样频率信号进行放大、滤波处理，发送至信号获取模块，在切换模块处于调节状态时，将融合频率信号的工作参数发送至电极片；切换模块用于在接收信号输出模块发送的第一电平值时，切换至采集状态，在接收信号输出模块发送的第二电平值时，切换至调节状态；信号获取模块用于获得人体的采样频率信号；算法处理模块用于采用遗传算法将采样频率信号与各个预置的样本频率信号进行交叉、变异运算，形成多个变异频率信号；信号输出模块用于根据预置的频率与人体阻值的对应关系，从样本频率信号和变异频率信号中选择对应的人体阻值最低的信号，作为融合频率信号，并确定融合频率信号的工作参数，输出融合频率信号的工作参数，以及向切换模块发送第一电片值或第二电平值。

[0026] 本发明生物电信号调节融合系统，通过电极片获取用户的采样频率信号，在切换模块处于采集状态时，由人体信号读取电路将采样频率信号进行滤波、放大处理后，传送至处理器，处理器将获得的采样频率信号和预置的样本频率信号，进行遗传算法处理，获得样本多个变异频率信号，信号输出模块能够将频率对应的人体阻值最低的信号，作为融合频率信号，并将其工作参数通过融合频率输出电路进行输出。该融合频率信号是根据每个人的身体差异，输出适合人体的融合频率信号，并且能够实时调整融合频率信号，无需人工调节，该生物电信号调节融合系统能够适用于更多的用户，且能够提高用户使用时的体验度。因此，本发明生物电信号调节融合系统，能够根据人体差异，调节生物电信号，输出与人体相适应的融合频率信号。

附图说明

[0027] 图1是本发明提供的一个生物电信号调节融合方法流程图；

[0028] 图2是本发明提供的一个生物电信号调节融合装置结构示意图；

[0029] 图3是本发明提供的一个样本频率信号图；

[0030] 图4是本发明提供的一个采样频率信号图；

[0031] 图5是本发明提供的一个融合频率信号图。

具体实施方式

[0032] 下面通过具体的实施例进一步说明本发明，但是，应当理解为，这些实施例仅仅是用于更详细具体地说明之用，而不应理解为用于以任何形式限制本发明。

[0033] 第一方面，本发明提供一种生物电信号调节融合方法，其具体说明如下：

[0034] 本实施例提供一种生物电信号调节融合方法，结合图1，具体步骤如下：

[0035] 步骤S1，根据预定的采样频率进行人体频率信号采集，获得人体的采样频率信号；

[0036] 步骤S2，采用遗传算法将采样频率信号与各个样本频率信号进行交叉、变异运算，形成多个变异频率信号，样本频率信号是预先采集的；

[0037] 步骤S3，根据频率与人体阻值的对应关系，从样本频率信号和变异频率信号中选择对应的人体阻值最低的信号，作为融合频率信号，输出融合频率信号，频率与人体阻值的对应关系是预先获取的。

[0038] 本实施例生物电信号调节融合方法，通过获取人体的采用频率信号，将获得的采样频率信号和预置的样本频率信号，进行遗传算法处理，获得样本多个变异频率信号，根据频率与人体阻值的对应关系，将频率对应的人体阻值最低的信号，作为融合频率信号进行输出。该融合频率信号是根据每个人的身体差异，适用于每个用户，并且能够实时调整融合频率信号，无需人工调节，该生物电信号调节融合方法能够适用于更多的用户，且能够提高用户使用时的体验度。因此，本实施例生物电信号调节融合方法，能够根据人体差异，调节生物电信号，输出与人体相适应的融合频率信号。

[0039] 为了更快地获取适用于人体的融合频率信号，在输出融合频率信号之后，本实施例生物电信号调节融合方法还包括将融合频率信息更新为样本频率信号。在采用遗传算法进行交叉、变异处理之后，更容易获得适用于该用户且对应人体阻值较低的融合频率信号，提高用户使用时的舒适程度。

[0040] 基于上述任意生物电信号调节融合方法实施例，为了满足用户使用时的实际需求，该方法还包括根据实际应用的需求确定采样频率调整指令，调整采集人体频率信号的采样频率。在具体应用时，用户可以更具自身的需求，设定更换融合频率信号的间隔频率，即采集人体的采样频率信号的采样频率，可以根据具体每个用户的使用需要进行改变。

[0041] 为了进一步地提高人体使用时的舒适程度，本实施例生物电信号调节融合方法还包括：根据预定的采样频率进行人体强度信号采集，获得人体的采样强度信号；采用遗传算法将采样强度信号与各个样本强度信号进行交叉、变异运算，形成多个变异强度信号，样本强度信号是预先采集的；根据频率与人体阻值的对应关系，从样本强度信号和变异强度信号中选择各信号的频率对应的人体阻值最低的信号，作为融合强度信号，输出融合强度信号。在采用遗传算法处理频率的同时，也会对信号的强度进行适应性的调整，以输出更适用于人体的融合频率信号。

[0042] 第二方面，本发明提供一种生物电信号调节融合装置，其具体说明如下：

[0043] 本实施例提供一种生物电信号调节融合装置，结合图2，该装置包括信号获取模块1、算法处理模块2和信号输出模块3，信号获取模块1用于根据预定的采样频率进行人体频率信号采集，获得人体的采样频率信号；算法处理模块2用于采用遗传算法将采样频率信号与各个样本频率信号进行交叉、变异运算，形成多个变异频率信号，样本频率信号是预先采集的；信号输出模块3用于根据频率与人体阻值的对应关系，从样本频率信号和变异频率信号中选择对应的人体阻值最低的信号，作为融合频率信号，输出融合频率信号，频率与人体阻值的对应关系是预先获取的。

[0044] 本实施例生物电信号调节融合装置，通过信号获取模块1接收人体的采用频率信号，算法处理模块2将获得的采样频率信号和预置的样本频率信号，进行遗传算法处理，获得样本多个变异频率信号，信号输出模块3能够将频率对应的人体阻值最低的信号，作为融合频率信号进行输出。该融合频率信号是根据每个人的身体差异，适用于每个用户，并且能够实时调整融合频率信号，无需人工调节，该生物电信号调节融合装置能够适用于更多的用户，且能够提高用户使用时的体验度。因此，本实施例生物电信号调节融合装置，能够根据人体差异，调节生物电信号，输出与人体相适应的融合频率信号。

[0045] 为了更快地获取适用于人体的融合频率信号，本实施例生物电信号调节融合装置还包括样本信号库，样本信号库用于存储各个样本频率信号，并将融合频率信号更新为样本频率信号。在进行下一次的遗传算法处理时，算法处理模块2将获得的采样频率信号和样本频率信号进行交叉、变异处理，容易获得更多的变异频率信号，方便后续信号输出模块3从中选择出对应的人体阻值更低的融合频率信号。

[0046] 基于上述任意生物电信号调节融合装置实施例，为了满足用户使用时的实际需求，该装置还包括采样频率调整模块，采样频率调整模块用于根据实际应用的需求确定采样频率调整指令，调整采集人体频率信号的采样频率。用户能够根据自身的应用需求，将更换融合频率信号的时间间隔进行设置，采样频率调整模块即可根据用户的需求，设定采样频率调整指令，调整采集人体频率信号的采样频率，无需用户实时调节，方便可靠。

[0047] 为了进一步地提高人体使用时的舒适程度，本实施例生物电信号调节融合装置的信号获取模块1还用于根据预定的采样频率进行人体强度信号采集，获得人体的采样强度信号；算法处理模块2还用于采用遗传算法将采样强度信号与各个样本强度信号进行交叉、变异运算，形成多个变异强度信号，样本强度信号是预先采集的；信号输出模块3还用于根据频率与人体阻值的对应关系，从样本强度信号和变异强度信号中选择各信号的频率对应的人体阻值最低的信号，作为融合强度信号，输出融合强度信号。算法处理信号在采用遗传算法改变信号的频率时，还同时对信号的强度进行适应性的调节，以便输出更适用于该用户的融合频率信号，提高用户使用时的舒适程度。

[0048] 第三方面，本发明提供一种生物电信号调节融合系统，其具体说明如下：

[0049] 本实施例提供一种生物电信号调节融合系统，该系统包括电极片、人体信号读取电路、融合频率输出电路、切换模块、信号获取模块、算法处理模块和信号输出模块，电极片与切换模块连接，在切换模块处于采集状态时，电极片用于获取人体的采样频率信号，并发送至人体信号读取电路，在切换模块处于调节状态时，电极片接收融合频率输出电路发送的融合频率信号的工作参数，并按照工作参数，产生作用于人体的电信号；人体信号读取电路用于在切换模处于采集状态时，将电极片获取的采样频率信号进行放大、滤波处理，发送至信号获取模块，在切换模块处于调节状态时，将融合频率信号的工作参数发送至电极片；切换模块用于在接收信号输出模块发送的第一电平值时，切换至采集状态，在接收信号输出模块发送的第二电平值时，切换至调节状态；信号获取模块用于获得人体的采样频率信号；算法处理模块用于采用遗传算法将采样频率信号与各个预置的样本频率信号进行交叉、变异运算，形成多个变异频率信号；信号输出模块用于根据预置的频率与人体阻值的对应关系，从样本频率信号和变异频率信号中选择对应的人体阻值最低的信号，作为融合频率信号，并确定融合频率信号的工作参数，输出融合频率信号的工作参数，以及向切换模块发送第一电片值或第二电平值。具体地，在该生物电信号调节融合系统正式出厂前，处理器进行初始化，将检测的多个人体信号作为样本频率信号，如图3所示，预置于该系统中，并且预存储频率与人体阻值的对应关系，以便用户使用时，处理器进行算法运算和信号选择。在用户使用时，将电极片贴附于人体的表面，如食指或中指的指尖，采集人体的信号，获得采样频率信号和采样强度信号，如图4所示。在经过该生物电信号调节融合系统的算法处理后，输出融合频率信号，如图5所示，能够达到无需用户操作，即可自动根据人体差异，调整信号频率的作用。

[0050] 本实施例生物电信号调节融合系统，通过电极片获取用户的采样频率信号，切换模块处于采集状态时，由人体信号读取电路将采样频率信号进行滤波、放大处理后，传送至信号获取模块，其中，切换模块、信号获取模块、算法处理模块和信号输出模块均集成于型号为STM32F103C8T6的处理器，算法处理模块将获得的采样频率信号和预置的样本频率信号，进行遗传算法处理，获得样本多个变异频率信号，信号输出模块能够将频率对应的人体阻值最低的信号，作为融合频率信号，并将融合频率信号对应的工作参数进行输出。该融合频率信号是根据每个人的身体差异，输出适合人体的融合频率信号，并且能够实时调整融合频率信号，无需人工调节，该生物电信号调节融合系统能够适用于更多的用户，且能够提高用户使用时的体验度。因此，本实施例生物电信号调节融合系统，能够根据人体差异，调节生物电信号，输出与人体相适应的融合频率信号。

[0051] 尽管本发明已进行了一定程度的描述，明显地，在不脱离本发明的精神和范围的条件下，可进行各个条件的适当变化。可以理解，本发明不限于实施方案，而归于权利要求的范围，其包括每个因素的等同替换。