背景技术：
本发明总体涉及能量受限的可穿戴设备的生理感测。
精确医疗和精确健康护理可以根据个性化因素和个人特征，例如环境和生活方式以及遗传和细胞特征，定制对个人患者的护理和治疗。精确健康管理可以要求连续的生理感测。通过获得连续和实时的信息，而不是例如通过传统的体检获得的信息的快照，可以获得及时和准确的信息。许多生理传感器(例如心率监测器)都已经在广大消费者可用的可穿戴设备(例如智能手表)上实现。
技术实现要素：
本发明的实施例涉及一种用于在可穿戴设备中进行生理感测的处理系统。处理系统可以包括与一种或多种类型的存储器通信的处理器。处理器被配置得为用户生成多角度反馈。生成多角度反馈包括为用户生成基线生理采样时间表、生成用户的质量感知反馈、生成用户的用户状态感知反馈以及生成用户的情境感知反馈。处理器还被配置成至少部分地根据多角度反馈来为用户生成经调节的生理采样时间表。
本发明的实施例涉及用于可穿戴设备中的生理感测的计算机实现的方法。该方法包括为用户生成多角度反馈。该方法包括为用户生成基线生理采样时间表。该方法还包括生成用户的质量感知反馈。该方法还包括生成用户的用户状态感知反馈。该方法还包括生成用户的情境感知反馈。该方法还包括至少部分地根据多角度反馈来为用户生成经调节的生理采样时间表。
本发明的实施例涉及用于可穿戴设备中的生理感测的计算机程序产品。该计算机程序产品包括具有程序指令的计算机可读存储介质。所述指令可由处理器执行以致使所述处理器执行一种方法。该方法包括为用户生成多角度反馈。该方法包括为用户生成基线生理采样时间表。该方法还包括生成用户的质量感知反馈。该方法还包括生成用户的用户状态感知反馈。该方法还包括生成用户的情境感知反馈。该方法还包括至少部分地根据多角度反馈来为用户生成经调节的生理采样时间表。
本发明的实施例涉及一种用于可穿戴设备中的生理感测的系统。该系统包括多角度采样调节中心。所述多角度采样调节中心包括用户状态感知反馈模块；情境感知反馈模块；质量感知反馈模块；以及采样调节器。该系统还包括多个传感器。该系统还包括用户接口。
本发明的实施例涉及一种用于可穿戴设备中的生理感测的系统。该系统包括与情境合成器通信的采样调节中心。该系统还包括始终启动的干扰评估模块。该系统还包括生理状态感测模块。
通过本发明的技术实现了附加的技术特征和有益效果。本发明的实施例和各个方面在本文中详细描述，并且被认为是所要求保护的主题的一部分。为了更好的理解，参考详细描述和附图。
附图说明
在说明书的结尾处的权利要求中，重新详细地指出并清楚地要求本文描述的专有权的细节。结合附图从详细描述中可以看出本发明实施例的其它特征和优点，其中：
图1示出了根据本发明的实施例的云计算环境。
图2示出了根据本发明实施例的抽象模型层。
图3示出了根据本发明的实施例的计算机系统。
图4示出了根据本发明的实施例的示例性系统的示意图。
图5描绘了示出根据本发明的实施例的示例性方法的流程图。
图6示出了根据本发明实施例的示例性系统的各方面。
图7描述了说明根据本发明实施例的示例性方法的流程图。
图8描述了说明根据本发明实施例的示例性方法的流程图。
图9示出了说明根据本发明实施例的示例性方法的流程图。
图10a示出了根据本发明实施例的示例性系统的各方面。
图10b示出了根据本发明实施例的示例性系统的各方面。
图10c示出了根据本发明实施例的示例性系统的各方面。
这里所示出的图是说明性的。在不脱离本发明的精神的情况下，可以对其中描述的图表或操作进行许多变化。例如，可以以不同的顺序执行动作，或者可以添加、删除或修改动作。此外，术语“耦合”及其变型描述了在两个要素之间具有通信路径，并且不暗示要素之间的直接连接，而在它们之间没有居间的要素/连接。所有这些变化都被认为是说明书的一部分。
在附图和以下对所描述的实施例的详细描述中，附图中所示的各种要素具有两数位或三数位的参考数字。除了少量的例外，每个参考数字的最左边的数位对应于其中首先示出其要素的图。
具体实施方式
在此参考相关附图描述本发明的各种实施例。在不偏离本发明的范围的情况下，可以设计本发明的替代实施例。在以下描述和附图中，阐述了要素之间的各种连接和位置关系(例如，上方、下方、相邻等)。除非另有说明，这些连接和/或位置关系可以是直接的或间接的，并且本发明并不旨在在这方面进行限制。因此，实体的耦合可以指直接或间接耦合，并且实体之间的位置关系可以是直接或间接位置关系。此外，本文所述的各种任务和过程步骤可并入具有本文未详细描述的额外步骤或功能的更综合程序或过程中。
以下定义和缩写用于解释权利要求和说明书。如本文所用，术语“包含”、“包括”、“具有”、"含有"或其任何其它变型旨在涵盖非排他性的包括。例如，包括一系列要素的组合物、混合物、工艺、方法、制品或装置不一定仅限于那些要素，而是可以包括未明确列出的或此类组合物、混合物、工艺、方法、制品或装置固有的其他要素。
另外，术语“示例性”在本文中用于表示“用作示例、实例或说明”，本文描述为“示例性”的任何实施例或设计不一定被解释为比其它实施例或设计优选或有利。术语“至少一个”和“一个或多个”可以理解为包括大于或等于一的任何整数，即一、二、三、四等。术语“多个”可以理解为包括大于或等于二的任何整数，即二、三、四、五等。术语“连接”包括间接“连接”和直接“连接”两者。
术语“约”、“基本上”、“大约”及其变体旨在包括与基于提交本申请时可用的设备的特定量的测量相关联的误差度。例如，“约”可以包括给定值的±8％或5％或2％的范围。
为了简洁起见，与制造和使用本发明的方面相关的常规技术可以或可以不在本文中详细描述。特别地，用于实现本文描述的各种技术特征的计算系统和特定计算机程序的各个方面是公知的。因此，为了简洁起见，许多常规实现细节在本文中仅简要提及或完全省略，而不提供众所周知的系统和/或过程细节。
应当理解，尽管本公开包括关于云计算的详细描述，但是本文所陈述的教导的实现不限于云计算环境。相反，本发明的实施例能够结合现在已知或以后开发的任何其它类型的计算环境来实现。
云计算是一种服务交付模式，用于对共享的可配置计算资源池进行方便、按需的网络访问。可配置计算资源是能够以最小的管理成本或与服务提供者进行最少的交互就能快速部署和释放的资源，例如可以是网络、网络带宽、服务器、处理、内存、存储、应用、虚拟机和服务。这种云模式可以包括至少五个特征、至少三个服务模型和至少四个部署模型。
特征包括：
按需自助式服务：云的消费者在无需与服务提供者进行人为交互的情况下能够单方面自动地按需部署诸如服务器时间和网络存储等的计算能力。
广泛的网络接入：计算能力可以通过标准机制在网络上获取，这种标准机制促进了通过不同种类的瘦客户机平台或厚客户机平台(例如移动电话、膝上型电脑、个人数字助理pda)对云的使用。
资源池：提供者的计算资源被归入资源池并通过多租户(multitenant)模式服务于多重消费者，其中按需将不同的实体资源和虚拟资源动态地分配和再分配。一般情况下，消费者不能控制或甚至并不知晓所提供的资源的确切位置，但可以在较高抽象程度上指定位置(例如国家、州或数据中心)，因此具有位置无关性。
迅速弹性：能够迅速、有弹性地(有时是自动地)部署计算能力，以实现快速扩展，并且能迅速释放来快速缩小。在消费者看来，用于部署的可用计算能力往往显得是无限的，并能在任意时候都能获取任意数量的计算能力。
可测量的服务：云系统通过利用适于服务类型(例如存储、处理、带宽和活跃用户帐号)的某种抽象程度的计量能力，自动地控制和优化资源效用。可以监测、控制和报告资源使用情况，为服务提供者和消费者双方提供透明度。
服务模型如下：
软件即服务(saas)：向消费者提供的能力是使用提供者在云基础架构上运行的应用。可以通过诸如网络浏览器的瘦客户机接口(例如基于网络的电子邮件)从各种客户机设备访问应用。除了有限的特定于用户的应用配置设置外，消费者既不管理也不控制包括网络、服务器、操作系统、存储、乃至单个应用能力等的底层云基础架构。
平台即服务(paas)：向消费者提供的能力是在云基础架构上部署消费者创建或获得的应用，这些应用利用提供者支持的程序设计语言和工具创建。消费者既不管理也不控制包括网络、服务器、操作系统或存储的底层云基础架构，但对其部署的应用具有控制权，对应用托管环境配置可能也具有控制权。
基础架构即服务(iaas)：向消费者提供的能力是消费者能够在其中部署并运行包括操作系统和应用的任意软件的处理、存储、网络和其他基础计算资源。消费者既不管理也不控制底层的云基础架构，但是对操作系统、存储和其部署的应用具有控制权，对选择的网络组件(例如主机防火墙)可能具有有限的控制权。
部署模型如下：
私有云：云基础架构单独为某个组织运行。云基础架构可以由该组织或第三方管理并且可以存在于该组织内部或外部。
共同体云：云基础架构被若干组织共享并支持有共同利害关系(例如任务使命、安全要求、政策和合规考虑)的特定共同体。共同体云可以由共同体内的多个组织或第三方管理并且可以存在于该共同体内部或外部。
公共云：云基础架构向公众或大型产业群提供并由出售云服务的组织拥有。
混合云：云基础架构由两个或更多部署模型的云(私有云、共同体云或公共云)组成，这些云依然是独特的实体，但是通过使数据和应用能够移植的标准化技术或私有技术(例如用于云之间的负载平衡的云突发流量分担技术)绑定在一起。
云计算环境是面向服务的，特点集中在无状态性、低耦合性、模块性和语意的互操作性。云计算的核心是包含互连节点网络的基础架构。
现在参考图1，示出了说明性云计算环境50。如图所示，云计算环境50包括云消费者使用的本地计算设备可以与其通信的一个或多个云计算节点10，所述本地计算设备例如个人数字助理(pda)或蜂窝电话54a、台式计算机54b、膝上型计算机54c和/或汽车计算机系统54n。节点10可以彼此通信。它们可以被物理地或虚拟地分组(未示出)在一个或多个网络中，诸如如上文描述的私有云、社区云、公共云或混合云或其组合中。这允许云计算环境50提供基础设施、平台和/或软件作为服务，云消费者不需要为其维护本地计算设备上的资源。应当理解，图1中所示的计算设备54a-n的类型仅旨在说明，并且计算节点10和云计算环境50可以通过任何类型的网络和/或网络可寻址连接(例如，使用web浏览器)与任何类型的计算机化设备通信。
现在参考图2，示出了由云计算环境50(图1)提供的一组功能抽象层。应当预先理解，图2中所示的组件、层和功能仅旨在说明，并且本发明的实施例不限于此。如图所示，提供了以下层和相应的功能：
硬件和软件层60包括硬件和软件组件。硬件组件的示例包括：主机61；基于risc(精简指令集计算机)架构的服务器62；服务器63；刀片服务器64；存储设备65；以及网络和网络组件66。在本发明的一些实施例中，软件组件包括网络应用服务器软件67和数据库软件68。
虚拟化层70提供了抽象层，其中可以提供虚拟实体的以下示例：虚拟服务器71；虚拟存储器72；虚拟网络73，包括虚拟专用网络；虚拟应用和操作系统74；以及虚拟客户机75。
在一个示例中，管理层80可以提供以下描述的功能。资源供应81提供对用于在云计算环境内执行任务的计算资源和其它资源的动态获得。计量和定价82提供了在云计算环境中使用资源时的成本跟踪，以及用于消耗这些资源的记帐或发票。在一个示例中，这些资源可以包括应用软件许可证。安全性为云消费者和任务提供身份验证，以及为数据和其他资源提供保护。用户门户83为消费者和系统管理员提供对计算环境的访问。服务级别管理84提供云计算资源分配和管理，使得满足所需的服务级别。服务水平协议(sla)规划和履行85提供对云计算资源的预安排和采购，其中根据sla预期未来需求。
工作负载层90提供了可以利用云计算环境的功能的示例。可以从该层提供的工作负载和功能的示例包括：绘图和导航91；软件开发和生命周期管理92；虚拟教室教育传送93；数据分析处理94；交易处理95；以及生理感测96。
现在参考图3，根据非限制性实施例示出了包括在分布式云环境或云服务网络中的云计算节点100的示意图。云计算节点100仅是合适的云计算节点的一个示例，并且不旨在对本文描述的本发明的实施例的使用范围或功能提出任何限制。无论如何，云计算节点100能够被实现和/或执行上文阐述的任何功能。
在云计算节点100中，存在计算机系统/服务器12，其可与许多其他通用或专用计算系统环境或配置一起操作。适合在计算机系统/服务器12中使用的公知的计算系统、环境和/或配置的示例包括但不限于，个人计算机系统、服务器计算机系统、瘦客户机、胖客户机、手持或膝上型设备、多处理器系统、基于微处理器的系统、机顶盒、可编程消费电子产品、网络pc、小型机系统、大型机系统、以及包括上述系统或设备中的任一个的分布式云计算环境等。
计算机系统/服务器12可以在由计算机系统执行的计算机系统可执行指令(诸如程序模块)的一般语境下描述。通常，程序模块可以包括执行特定的任务或者实现特定的抽象数据类型的例程、程序、目标程序、组件、逻辑、数据结构等。计算机系统/服务器12可以在通过通信网络链接的远程处理设备执行任务的分布式云计算环境中实施。在分布式云计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备的本地或远程计算系统存储介质上。
如图3所示，包括计算节点100的计算机系统/服务器12以通用计算设备的形式示出。计算机系统/服务器12的组件包括但不限于一个或多个处理器或处理单元16、系统存储器28以及将包括系统存储器28的各种系统组件耦合到处理器16的总线18。
总线18表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储器总线或者存储器控制器，外围总线，图形加速端口，处理器或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。举例来说，这些体系结构包括但不限于工业标准体系结构(isa)总线，微通道体系结构(mac)总线，增强型isa总线、视频电子标准协会(vesa)局域总线以及外围组件互连(pci)总线。
计算机系统/服务器12典型地包括多种计算机系统可读介质。这些介质可以是能够被计算机系统/服务器12访问的任意可获得的介质，包括易失性和非易失性介质，可移动的和不可移动的介质。
系统存储器28可以包括易失性存储器形式的计算机系统可读介质，例如随机存取存储器(ram)30和/或高速缓存存储器32。计算机系统/服务器12可以进一步包括其它可移动/不可移动的、易失性/非易失性计算机系统存储介质。仅作为举例，存储系统34可以用于读写不可移动的、非易失性磁介质(图1未显示，通常称为“硬盘驱动器”)。尽管图1中未示出，可以提供用于对可移动非易失性磁盘(例如“软盘”)读写的磁盘驱动器，以及对可移动非易失性光盘(例如cd-rom,dvd-rom或者其它光介质)读写的光盘驱动器。在这些情况下，每个驱动器可以通过一个或者多个数据介质接口与总线18相连。存储器28可以包括至少一个程序产品，该程序产品具有一组(例如至少一个)程序模块，这些程序模块被配置以执行本发明各实施例的功能。
具有一组(至少一个)程序模块42的程序/实用工具40，可以存储在存储器28中，这样的程序模块42包括但不限于操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。程序模块42通常执行本发明所描述的实施例中的功能和/或方法。
计算机系统/服务器12也可以与一个或多个外部设备14(例如键盘、指向设备、显示器24等)通信，还可与一个或者多个使得用户能与该计算机系统/服务器12交互的设备通信，和/或与使得该计算机系统/服务器12能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如网卡，调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(i/o)接口22进行。并且，计算机系统/服务器12还可以通过网络适配器20与一个或者多个网络(例如局域网(lan)，广域网(wan)和/或公共网络，例如因特网)通信。如图所示，网络适配器20通过总线18与计算机系统/服务器12的其它模块通信。应当明白，尽管图中未示出，其它硬件和/或软件模块可以与计算机系统/服务器12一起操作，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、raid系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。
现在转向与本发明的方面更具体相关的技术的概述，精确健康管理由于其向患者提供主动和及时护理的潜力而是人所期望的。精确健康管理可以要求进行连续的生理感测，诸如心率、血压、运动相关数据等的感测。
许多生理传感器已经在消费者可穿戴设备中实现。在消费者可穿戴设备中包括这样的传感器可能是人所所期望的，因为这样的设备由于重量轻、体积较小和分立性而越来越用户友好，并且因为这样的设备可以执行多个功能，诸如互联网连接、调度和通信活动，从而降低与个性化组件相关联的数量和成本。例如，智能手表可以包括心率传感器和各种定位相关组件，诸如加速计、全球定位系统和陀螺仪。
尽管生理感测组件小得足以能够被包括在小型可穿戴设备中，但是可穿戴设备中的电力不足使得连续感测不切实际。因为可穿戴设备的尺寸和重量有限，所以可穿戴设备的部件和功能必须竞争有限的电力供应。例如，某些生理传感器，诸如心率监测器，具有相对高的功耗，这构成对实时和连续采样的实际限制。作为示例，利用光体积描记(ppg)心率传感器连续采样(25赫兹)，每使用1小时可消耗10％到15％的motorolatmmoto360智能手表电池电量。
执行生理感测的当前多功能装置(例如智能手表)，通过使用固定的基于计时器的调度来管理电力消耗问题。例如，可以将带心率监视器的智能手表设置为每隔10分钟进行10秒的采样。此外，关于生理监测，可以将这样的设备限于心率监测，尽管有其它较小的生理传感器可用。
现有的可穿戴式生理传感器缺乏能够降低采样开销以便支持用于精确健康管理的连续生理感测的采样调节机制。
现在转向对本发明的各个方面的概述，本发明的一个或多个实施例通过提供多方面反馈以减少生理感测应用中的可穿戴设备中的传感器的能量消耗来解决现有技术的上述缺点，以提供用于精确健康管理的有效连续生理感测。本发明的实施例使用多角度反馈来提供具有高时间覆盖程度和相关的低能量消耗的长期生理感测。根据本发明的实施例的多角度反馈架构可以显著地降低可穿戴设备的功耗，同时维持令人满意的感测性能。
本发明的上述方面通过基于数据质量、用户的生理状态、情境和功率使用来调整采样时间表和可穿戴设备中的活动传感器而解决了现有技术的缺点。本发明的实施例可以在例如由用户状态和情境提示确定的生理相关时间段期间，以及在不太可能由于诸如过度噪声之类的质量问题而产生相关数据的缺乏的时间段期间，选择性地进行采样。根据本发明的实施例的系统包括诸如干扰水平的质量感知反馈、诸如生理状态数据的用户状态感知反馈、诸如情境数据的情境感知反馈、以及可选地诸如功率使用策略数据的能量感知反馈，以为最佳能量消耗而调节采样。根据本发明的实施例的多角度反馈可以通过基于数据质量、用户的生理状态、情境和功率使用提供采样时间表的自适应调整来显著地保存设备能耗。
本发明的实施例使得能够在可穿戴设备上进行连续生理感测。根据本发明的实施例的多角度反馈系统可以减少不必要的和能量昂贵的采样，对受限的能量进行最佳使用，和/或在延长的电池寿命和令人满意的感测结果之间保持平衡。本发明的实施例使得可穿戴设备获得用户的实时生理状态变得切实可行，从而能主动、精确地交付健康解决方案和服务。
现在转到本发明的特征的更详细的描述，图4示出根据本发明的实施例的示例性系统400的各个方面。系统400可以包括适于生理监测的用户设备401，诸如商用的可穿戴技术，诸如智能手表，或者定制用户设备401，诸如臂带、腕带、头带、眼戴物，或者诸如戒指或项链等的珠宝。用户设备401可以包括与多个传感器414通信的采样调节中心402，所述多个传感器包括一个或多个运动传感器416和一个或多个生理传感器418。在本发明的一些实施例中，采样调节中心402可以从传感器接收数据。在本发明的一些实施例中，采样调节中心402可以调度或调整从一个或多个传感器414对数据的获取。采样调节中心402可以包括从多个模块接收和解释多角度反馈的采样调节器412，所述多个模块包括用户状态感知反馈模块410、质量感知反馈模块408、情境感知反馈模块406和可选的能量感知反馈模块404。在本发明的一些实施例中，用户设备401可以包括用户接口422。当存在时，用户接口422可以与诸如采样调节中心402、多个传感器414和/或生理分析模块420的一个或多个系统组件通信。
运动传感器416可以包括例如加速度计、陀螺仪或全球定位设备。在本发明的一些实施例中，运动传感器416是低功率传感器，即，具有相对低功耗曲线、使得其可以在不负面影响设备性能的情况下连续保持活动若干小时的传感器，诸如加速度计。在本发明的一些实施例中，运动传感器416连续地操作。
运动传感器416可以向质量感知反馈模块408提供数据，例如，以便在检测到高干扰水平时阻止系统进行生理采样。例如，在不存在针对其监视用户的生理事件的情况下，高水平的移动可被运动传感器416确定并且可以导致升高的生命体征，诸如心率和呼吸率。例如，跑步或轻快行走可以提高心率和呼吸速率。这种升高会干扰某些类型的生理监测，这些类型的生理监测寻找升高的或不规则的生命体征，作为诸如压力监测中的压力事件的生理事件的指示。质量感知反馈模块408可以至少部分地基于运动传感器数据来估计干扰水平，并且如果干扰水平超过质量阈值，则可以减少或中断生理传感器的操作。质量阈值可以是这样的水平，在该水平之上生理传感器数据很可能导致损坏或不可用的数据。
生理传感器418可以包括用于检测或预测用户的生理状态的任何可穿戴传感器，诸如心率监测器或传感器、温度传感器、皮肤电导传感器、光学或电化学生物传感器、血压监测器、血氧饱和度传感器和/或诸如呼吸速率传感器的呼吸传感器。
在本发明的一些实施例中，生理传感器418可以为用户状态感知反馈模块410提供数据。用户状态感知反馈模块410可以基于最近检测到的用户状态的强度和频率来调整采样频率。例如，在压力监测的情况下，如果指示用户近来的采样或测试结果处于紧张状态，则可以增加采样频率。相反，如果以较高频率监测到用户已经处于的紧张状态，则用户状态感知反馈模块410可以在系统例如从生理传感器或手动用户输入接收到指示用户不再处于紧张状态的指示时，降低采样频率。
在本发明的一些实施例中，用户状态感知反馈模块406可以将用户状态与基线模型进行比较，以便例如基于用户的历史事件、基于用户的基线生理数据、基于其他用户的历史事件或基线生理数据来确定相关用户状态，所述其他用户诸如是来自相同或相似人口统计组或具有共享或相同健康条件或健康状态的用户。
生理传感器416可以与生理分析模块420交互，该模块可以至少部分地基于生理传感器数据来确定用户状态。在本发明的一些实施例中，生理分析模块420可以通过与基线模型比较来确定一个或多个用户状态的存在。在本发明的一些实施例中，生理分析模块420可以位于用户设备401内。在本发明的未示出的一些实施例中，生理分析模块在用户设备401外部，例如在与用户设备通信的计算机或平板电脑上，或者例如在云环境中。
情境感知反馈模块406可以允许系统400根据情境数据，例如根据某些情境下的用户历史生理分析结果，主动地进行能量高效的调整。例如，在压力感测的情况下，当用户处于历史上紧张的情境中时，诸如在客户会议时，情境感知反馈模块可以增加生理采样。情境感知反馈模块406可以从可穿戴设备或从可穿戴设备外部的源获得情境数据，例如从日历或电子邮件数据、从全球定位或其他位置数据、从加速度计数据(例如在飞机起飞或着陆的情况下)、从互联网获得情境数据，诸如基于app的天气数据、交通报告等。在本发明的一些实施例中，情境感知反馈模块406可以生成用于例如基于位置或活动来确定相关情境状态的基线模型。
在本发明的一些实施例中，能量感知反馈模块404可以根据当前和计划的用电和/或基于用户对能量消耗的偏好(例如，积极或保守的用电模式)提供对采样占空比(samplingdutycycles)的智能调整。
图5描述了示出根据本发明实施例的示例性方法500的流程图。如框502处所示，方法500可包括为用户生成基线生理采样时间表。如框504所示，方法500还可以包括生成用户的质量感知反馈。如框506所示，方法500还可包括生成用户的用户状态感知反馈。如框508所示，方法500还可以包括生成用户的情境感知反馈。如框510所示，方法500还可以包括可选地接收用户的能量感知反馈。如框512所示，方法500还可包括基于质量感知反馈、用户状态感知反馈、情境感知反馈和能量感知反馈中的一个或多个来调节用户的基线生理采样时间表。
图6示出了根据本发明实施例的示例性系统600的各方面。示例性系统可以包括采样调节中心608，其与功率策略简档模块636、情境合成器620、始终开启的干扰评估模块602和生理状态感测模块630通信。
始终开启的干扰评估模块602可以包括一个或多个低功率传感器604，诸如加速度计或陀螺仪，其可以将干扰水平606输出到采样调节中心608，例如输出到采样调节中心608中的质量控制模块609。在本发明的一些实施例中，始终开启的干扰评估模块602和质量控制模块609是质量感知反馈系统的组件。
采样调节中心608例如可以通过向生理状态感测模块630提供启动信号628来与生理状态感测模块630通信。生理状态感测模块630可包括一个或多个生理传感器，包括高功率传感器632，诸如心率监测器。在本发明的一些实施例中，生理状态感测模块可以向采样调节中心608—例如向紧迫性水平评估模块616—提供生理状态634。生理状态感测模块630可以是用户状态感知反馈系统的组件。
情境合成器620可以包括用于确定情境的系统和组件，诸如日历624和/或位置标识符626，并且可以将情境622输出到采样调节中心608，例如输出到紧迫性水平评估模块616。
紧迫性水平评估模块616可以包含用户简档618，其包括基线信息，诸如基线状态信息和基线情境信息。
紧迫性水平评估模块可以执行用户状态紧迫性确定，例如通过如下地对从当前时间t开始的x分钟的时间的近来的生理状态(state)的强度(intensity)进行积分，以生成ustate：
其中可通过改变x和baselinestate(基线状态)来调节灵敏度。
紧迫性水平评估模块可以执行基于情境状态的紧迫性确定，以生成ucontext：
基于情境(context)的紧迫性确定所基于的是从用户简档618获得或导出的相关生理事件发生的可能性(likelihood)。可以通过改变baselinecontext(基线情境)来调整基于情境的紧迫性确定的灵敏度。
在本发明的一些实施例中，包括总体紧迫性估计uoverall的紧迫性水平615可以通过按照已知技术根据ustate和ucontext执行基于规则的融合(rule-basedfusion)来生成(例如max(ustate,ucontext))。
例如，可以在基于用户标记和/或机器学习的学习阶段生成包括baselinecontext和baselinestate的基线信息。在本发明的一些实施例中，在基于用户标记和机器学习技术的混合学习阶段建立基线信息。在本发明的一些实施例中，基线信息可以至少部分地基于从包括在可穿戴设备内的源(诸如日历、时钟、电子邮件、语音消息、地图等)收集的信息来生成。在本发明的一些实施例中，至少部分地基于可穿戴设备外部的数据，例如从全球定位系统、通过蓝牙、wi-fi或近场通信(nfc)链接到可穿戴设备的外部组件、或基于云的系统获得的数据，来生成基线信息。在本发明的一些实施例中，紧迫性水平615被提供给采样调节器614。
在本发明的一些实施例中，功率策略简档636包括功率使用模式638和/或关于功耗的用户偏好640。功率策略简档636可将功率使用策略642发送到采样调节器614。
采样调节器614可以例如通过当紧迫性水平低时降低采样频率，而当紧迫性水平高时提高采样频率，来减少不必要的采样。采样调节器614可以在期望的能量约束条件内最大化潜在相关的捕获事件的数量。例如，功率使用策略642可以包括基于用户偏好的积极、保守和自动的排名。在本发明的一些实施例中，采样调节器614可至少部分基于紧迫性水平615和功率使用策略642生成或执行占空比调整613。例如，采样调节器614可以使用基于模糊逻辑(fuzzy-logic)的控制器，该控制器包括多个规则，例如如下：
fuzzyrule1(power,urgency)
fuzzyrule2(power,urgency)
fuzzyrule3(power,urgency)
采样调节中心608内可包括一个占空比时间表(dutycycleschedule)612。占空比时间表612可以由采样调节器614调节和/或从质量控制模块609接收重新调度610指令。占空比时间表612可以提供开始和停止生理感测的时间。
图7示出了根据本发明的实施例的用于生成质量感知反馈的示例性方法700的流程图。如框702所示，方法700包括接收针对可穿戴设备上的生理传感器的活动指示。该活动指示可以是例如指示一个或多个生理传感器处于活动状态的信号。如框704所示，方法700还可以包括从可穿戴设备接收实时低功率运动传感器数据。实时低功率运动传感器数据可以例如包括来自始终开启的加速度计的加速度计数据。如框706所示，方法700还可以包括基于运动传感器数据来生成针对生理传感器的干扰水平估计。干扰水平估计可以包括对由运动传感器感测的用户运动可能干扰生理感测应用并且生成被破坏的、不可靠的或者以其他方式不可用的生理测量的确定。如判断框708所示，方法700询问干扰水平估计是否超过干扰阈值。响应于确定干扰水平不超过干扰阈值，方法700可以返回到方框704。响应于确定干扰水平估计超过干扰阈值，方法700可以生成包括用于减少生理感测的信号的质量感知反馈，如框710处所示。用于减少生理感测的信号可以包括用于停止、推迟或降低生理感测的采样频率的指示。在本发明的一些实施例中，用于减少生理感测的信号包括用于推迟生理感测的指示。
图8示出了根据本发明的实施例的用于生成用户状态感知反馈包的示例性方法800的流程图。如框802所示，方法800包括接收一可穿戴设备的基线用户状态-紧迫性确定和基线生理采样时间表。在本发明的一些实施例中，所述基线用户状态-紧迫性确定和基线生理采样时间表是在学习阶段生成的。如框804所示，方法800还包括从可穿戴设备的生理传感器接收生理数据。如框806所示，方法800还包括基于生理数据生成用户状态紧迫性估计。方法800在判断框808询问用户状态紧迫性估计是否相对于基线用户状态紧迫性确定已经增加了。响应于用户状态紧迫性确定相对于基线用户状态紧迫性已经增加了的确定，方法800前进到框810，生成包括经调节的采样时间表的用户状态感知反馈，经调节的采样时间表用以相对于基线生理采样时间表增加感测频率或持续时间。响应于确定用户状态紧急性确定相对于基线用户状态紧迫性已增加，方法800可前进到框810，生成用以增加感测频率或持续时间的经调节的采样时间表。经调节的采样调度可以至少部分地基于用户状态感知反馈。在本发明的一些实施例中，调整后的采样调度基于用户状态感知反馈和情境感知反馈。响应于在框808对用户状态紧迫性相对于基线用户状态紧迫性没有增加的确定，方法800可前进到框812，询问用户状态紧迫性是否相对于基线用户状态紧迫性已经降低。响应于对用户状态紧迫性已经降低的确定，方法可前进到框814，生成包括用以相对于基线生理采样时间表降低感测频率或持续时间的经调节的采样时间表的用户状态感知反馈。响应于确定用户状态紧急性未降低，该方法可返回到框804。
图9示出了根据本发明的实施例的用于生成情境感知反馈的示例性方法900的流程图。如框902所示，方法900包括接收一可穿戴设备的基于基线情境的紧迫性确定和基线生理采样时间表。在本发明的一些实施例中，所述基于基线情境的紧迫性确定和基线生理采样时间表是在学习阶段生成的。如框904所示，方法900还包括例如从日历、从基于位置的传感器或从因特网接收情境数据。如框906所示，方法900还包括基于生理数据生成基于情境的紧迫性估计。方法900在判断框908询问基于情境的紧迫性估计相对于基线用户状态紧迫性确定是否已经增加。响应于对基于情境的紧迫性估计相对于基于基线情境的紧迫性已经增加的确定，方法900前进到框910，生成包含用以相对于基线生理采样时间表增加感测频率或持续时间的经调节的采样时间表的情境感知反馈。响应于对基于情境的紧迫性估计相对于基于基线情境的紧迫性已经增加的确定，方法900可前进到框910，生成用以增加感测频率或持续时间经调节的采样时间表。经调节的采样时间表可以至少部分地基于情境感知反馈。在本发明的一些实施例中，经调整的采样时间表基于情境感知反馈和用户状态感知反馈。响应于在框908对用户状态紧迫性相对于基线用户状态紧迫性未增加的确定，方法900可前进至框912，询问用户状态紧迫性相对于基线用户状态紧迫性是否已经减少。响应于对基于情境的紧迫性已经减少的确定，该方法可前进到框914，生成包含用以相对于基线生理采样时间表减少感测频率或持续时间的经调节的采样时间表的感知反馈。响应于对基于情境的紧迫性未减少的确定，该方法可返回到框904。
实施例
将根据本发明实施例的多角度架构用于压力监测应用。为了进行压力监测，在常规的基于计时器的采样时间表中使用了包括心率监测器的可穿戴设备，并将其与根据本发明的实施例的包括质量感知和用户状态感知反馈的多角度采样调节器进行比较。在测试之前确定了基线。监测压力水平6小时，在该时间期间收集关于压力水平的用户反馈。
图10a、10b和10c示出了结果。图10a示出了在该测试时间期间内由加速度计所确定的测量的运动水平。图10b示出了被测量设备的测量的压力水平。图10b还示出了用户指出的在由垂直虚线界定的时间段的的压力水平(无压力(ns)、无数据(nd)或压力(s))。图10c示出了常规的基于定时器的系统(顶部)与根据本发明实施例的多角度系统的采样时间表。该常规系统用生理传感器采样150分钟(39.5％)，获得了l39分钟(45.9％)的压力覆盖。另一方面，该多角度系统采样168分钟(44.2％)，获得了85分钟(100％)的压力覆盖。因此，相对于能耗相似的常规的基于定时器的系统，多角度采样调节器实现了更优的覆盖。
说明书中对“一个实施例”、“实施例”、“示例实施例”等的引用，表示所描述的实施例可以包括特定的特征、结构或特性，但是每个实施例可以包括或不包括该特定的特征、结构或特性。此外，这些短语不一定是指相同的实施例。此外，在结合实施例描述特定特征、结构或特性的情况下，不管是否明确说明，都应认为结合其它实施例来影响这种特征、结构或特性是在本领域技术人员的知识范围内的。
计算机可读存储介质可以是可以保持和存储由指令执行设备使用的指令的有形设备。计算机可读存储介质例如可以是――但不限于――电存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备或者上述的任意合适的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦式可编程只读存储器(eprom或闪存)、静态随机存取存储器(sram)、便携式压缩盘只读存储器(cd-rom)、数字多功能盘(dvd)、记忆棒、软盘、机械编码设备、例如其上存储有指令的打孔卡或凹槽内凸起结构、以及上述的任意合适的组合。这里所使用的计算机可读存储介质不被解释为瞬时信号本身，诸如无线电波或者其他自由传播的电磁波、通过波导或其他传输媒介传播的电磁波(例如，通过光纤电缆的光脉冲)、或者通过电线传输的电信号。
这里所描述的计算机可读程序指令可以从计算机可读存储介质下载到各个计算/处理设备，或者通过网络、例如因特网、局域网、广域网和/或无线网下载到外部计算机或外部存储设备。网络可以包括铜传输电缆、光纤传输、无线传输、路由器、防火墙、交换机、网关计算机和/或边缘服务器。每个计算/处理设备中的网络适配卡或者网络接口从网络接收计算机可读程序指令，并转发该计算机可读程序指令，以供存储在各个计算/处理设备中的计算机可读存储介质中。
用于执行本发明操作的计算机程序指令可以是汇编指令、指令集架构(isa)指令、机器指令、机器相关指令、微代码、固件指令、状态设置数据、集成电路配置数据或者以一种或多种编程语言的任意组合编写的源代码或目标代码，所述编程语言包括面向对象的编程语言诸如smalltalk、c 等，以及过程式编程语言如“c”语言或类似的编程语言。计算机可读程序指令可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络—包括局域网(lan)或广域网(wan)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。在本发明一些实施例中，通过利用计算机可读程序指令的状态信息来个性化定制电子电路，例如可编程逻辑电路、现场可编程门阵列(fpga)或可编程逻辑阵列(pla)，该电子电路可以执行计算机可读程序指令，从而实现本发明的各个方面。
这里参照根据本发明实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图和/或框图描述了本发明的各个方面。应当理解，流程图和/或框图的每个方框以及流程图和/或框图中各方框的组合，都可以由计算机可读程序指令实现。
这些计算机可读程序指令可以提供给通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理装置的处理器，从而生产出一种机器，使得这些指令在通过计算机或其它可编程数据处理装置的处理器执行时，产生了实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的装置。也可以把这些计算机可读程序指令存储在计算机可读存储介质中，这些指令使得计算机、可编程数据处理装置和/或其他设备以特定方式工作，从而，存储有指令的计算机可读介质则包括一个制造品，其包括实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的各个方面的指令。
也可以把计算机可读程序指令加载到计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上，使得在计算机、其它可编程数据处理装置或其它设备上执行一系列操作步骤，以产生计算机实现的过程，从而使得在计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上执行的指令实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作。
附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或指令的一部分，所述模块、程序段或指令的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所述的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释本发明各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文所述的各实施例。
1.一种用于在可穿戴设备中进行生理感测的处理系统，所述处理系统包括：
与一种或多种类型的存储器通信的处理器，所述处理器被配置为：
为用户生成多角度反馈，其中，生成所述多角度反馈包括：
为用户生成基线生理采样时间表；
生成所述用户的质量感知反馈；
生成所述用户的用户状态感知反馈；以及
生成所述用户的情境感知反馈；以及
至少部分地基于所述多角度反馈来产生用于所述用户的经调节的生理采样时间表。
2.根据权利要求1所述的处理系统，其中，生成所述多角度反馈包括生成所述用户的能量感知反馈。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的处理系统，其中，生成所述质量感知反馈包括：
从所述可穿戴设备上的生理传感器接收活动指示；
从所述可穿戴设备接收实时低功率运动传感器数据；
基于所述实时低功率运动传感器数据生成来针对所述生理传感器的干扰水平估计；以及
比较所述干扰水平估计与干扰阈值。
4.根据权利要求3所述的处理系统，其中，所述处理器进一步被配置为响应于所述比较而减少生理感测。
5.根据前述权利要求中任一项所述的处理系统，其中，生成所述用户知晓反馈包括：
接收基线用户状态紧迫性确定；
从所述可穿戴设备的生理传感器接收生理数据；
至少部分地基于所述生理数据来生成用户状态紧迫性确定；以及
比较所述用户状态紧迫性确定与所述基线用户状态紧迫性确定。
6.根据权利要求5所述的处理系统，其中，所述处理器还被配置为响应于所述比较而修改生理感测频率或持续时间。
7.根据前述权利要求中任一项所述的处理系统，其中，生成所述情境感知反馈包括：
接收基于基线情境的紧迫性确定；
接收情境数据；
至少部分地基于所述生理数据来生成基于情境的紧迫性确定；以及
比较所述基于情境的紧迫性确定与所述基于基线情境的紧迫性确定。
8.一种用于在可穿戴设备中进行生理感测的计算机实现的方法，所述方法包括：
使用处理器为用户生成多角度反馈，其中生成所述多角度反馈包括：
为用户生成基线生理采样时间表；
生成所述用户的质量感知反馈；
生成所述用户的用户状态感知反馈；以及
生成所述用户的情境感知反馈；以及
使用处理器至少部分地根据所述多角度反馈来生成用于所述用户的经调节的生理采样时间表。
9.根据权利要求8所述的计算机实现的方法，其中生成所述多角度反馈包括生成所述用户的能量感知反馈。
10.根据权利要求8和权利要求9所述的计算机实现的方法，其中，生成所述质量感知反馈包括：
从所述可穿戴设备上的生理传感器接收活动指示；
从所述可穿戴设备接收实时低功率运动传感器数据；
至少部分地基于所述实时低功率运动传感器数据来生成针对所述生理传感器的干扰水平估计；以及
比较所述干扰水平估计与干扰阈值。
11.根据权利要求10所述的计算机实现的方法，还包括响应于所述比较而减少生理感测。
12.根据权利要求8至10中任一项所述的计算机实现的方法，其中，生成所述用户状态感知反馈包括：
接收基线用户状态紧迫性确定；
从所述可穿戴设备的生理传感器接收生理数据；
至少部分地基于所述生理数据来生成用户状态紧迫性确定；以及
比较所述用户状态紧迫性确定与所述基线用户状态紧迫性确定。
13.根据权利要求12所述的计算机实现的方法，还包括响应于所述比较而修改生理感测频率或持续时间。
14.根据权利要求8所述的计算机实现的方法，其中生成所述情境感知反馈包括：
接收基于基线情境的紧迫性确定；
接收情境数据；
至少部分地基于所述生理数据来生成基于情境的紧迫性确定；以及
比较所述基于情境的紧迫性确定与所述基于基线情境的紧迫性确定。
15.一种用于在可穿戴设备中进行生理感测的计算机程序产品，所述计算机程序产品包括：
一种计算机可读存储介质，具有随其体现的程序指令，其中所述指令可由处理器执行以使所述处理器执行一种方法，所述方法包括：
为用户生成多角度反馈，其中生成所述多角度反馈包括：
为用户生成基线生理采样时间表；
生成所述用户的质量感知反馈；
生成所述用户的用户状态感知反馈；以及
生成所述用户的情境感知反馈；以及
至少部分地根据所述多角度反馈来生成用于所述用户的经调节的生理采样时间表。
16.一种用于在可穿戴设备中进行生理感测的系统，包括：
一种多角度采样调节中心，包括：
用户状态反馈模块；
情境感知反馈模块；
质量感知反馈模块；以及
采样调节器；
多个传感器；以及
用户接口。
17.根据权利要求16所述的系统，其中所述多角度采样调节中心还包括能量感知反馈模块。
18.根据权利要求16所述的系统，还包括生理分析模块。
19.根据权利要求16所述的系统，其中生理分析被提供为云环境中的服务。
20.根据权利要求16所述的系统，其中所述多个传感器包括加速度计。
21.根据权利要求16所述的系统，其中所述多个传感器包括生理传感器。
22.一种用于在可穿戴设备中进行生理感测的系统，包括与情境合成器通信的采样调节中心、始终开启的干扰评估模块和生理状态感测模块。
23.根据权利要求22所述的系统，其中，所述始终开启的干扰评估模块包括低功率传感器。
24.根据权利要求22所述的系统，其中，所述生理状态感测模块包括生理传感器。
25.根据权利要求22的系统，还包括与所述采样调节中心通信的功率策略简档模块。
技术总结