TW201705900A - 可調整信號源之生理偵測系統及其運作方法 - Google Patents

可調整信號源之生理偵測系統及其運作方法 Download PDF

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Abstract

一種生理偵測系統，包含一光源模組、一光感測器以及一處理器。該光源模組用以提供光線照射一皮膚區域。該光感測器用以根據至少一信號源參數偵測經過該皮膚區域之出射光，並輸出一影像信號。該處理器用以根據該影像信號計算一可靠度，並據以調整該至少一信號源參數。

Description

可調整信號源之生理偵測系統及其運作方法
本發明說明係有關一種光學式生理偵測系統，更特別有關一種可調整信號源之生理偵測系統及其運作方法。
習知血氧飽和儀（pulse oximeter）係利用非侵入式的方式來偵測使用者之血氧濃度及脈搏數。該習知血氧飽和儀可產生一紅光光束（波長約660奈米）及一紅外光光束（波長約910奈米）穿透一人體部位，並基於帶氧血紅素（oxyhemoglobin）及去氧血紅素（deoxyheamoglobin）對特定光譜具有不同吸收率以偵測穿透光的光強度變化。偵測出兩種波長之穿透光的光強度變化後，例如光體積變化描述波形（Photoplethysmography）信號或稱作PPG信號，再以下列公式計算血氧濃度：
血氧飽和度=100%×[HbO2]/([HbO2]+[Hb])，
其中，[HbO2]為帶氧血紅素濃度；[Hb]為去氧血紅素濃度。
一般血氧飽和儀所偵測到的兩種波長之穿透光的光強度會隨著心跳而呈現強弱變化，這是由於血管會隨著心跳而不斷地擴張及收縮而使得光束所通過的血液量改變，進而改變光能量被吸收的比例。藉此，根據所偵測的PPG信號則可計算使用者之一生理特徵。
然而，當光學式生理偵測裝置應用於可攜式裝置或穿戴式裝置時，其偵測面與肌膚表面間可能產生相對運動或其偵測面未緊密貼合於肌膚表面，而造成偵測信號之信號品質降低，進而降低偵測精確度。
有鑑於此，本發明說明提出一種高偵測精確度之生理偵測系統及其運作方法，以增加其可適用範圍。
本發明說明提供一種可調整信號源之生理偵測系統及其運作方法，藉由調整至少一信號源參數，以提高信號品質及偵測精確度。
本發明說明提供一種生理偵測系統，包含一生理偵測模組。該生理偵測模組包含一光源模組、一光感測器以及一第一處理器。該光源模組用以提供光線照射一皮膚區域。該光感測器用以根據至少一信號源參數偵測經過該皮膚區域之出射光，並輸出一影像信號。該第一處理器用以根據該影像信號計算一第一可靠度，並根據該第一可靠度更新該至少一信號源參數。
本發明說明另提供一種生理偵測系統之運作方法，該生理偵測系統包含一生理偵測模組。該運作方法包含下列步驟：以該生理偵測模組根據至少一信號源參數偵測一皮膚區域之出射光以產生一影像信號；以該生理偵測模組根據該影像信號計算一可靠度；以該生理偵測模組比較該可靠度與至少一門檻值；以及以該生理偵測模組根據該可靠度與該至少一門檻值之一比較結果更新該至少一信號源參數。
本發明說明另提供一種生理偵測系統之運作方法，該生理偵測系統包含相互耦接之一生理偵測模組及一應用模組。該運作方法包含下列步驟：以該生理偵測模組根據至少一信號源參數偵測一皮膚區域之出射光以產生一影像信號；以該生理偵測模組根據該影像信號計算一第一可靠度；以該生理偵測模組根據複數影像信號輸出一亮度變化信號；以該應用模組根據該亮度變化信號計算一第二可靠度；以及根據該第一可靠度及該第二可靠度更新該至少一信號源參數。
本發明說明之生理偵測系統及其運作方法中，該可靠度(confident level)例如包含一平均亮度、一均勻度、一光體積變化描述波形(PPG)信號振幅、一訊雜比(SNR)以及其他影像品質參數至少其中之一；該信號源參數例如包含一曝光時間、一增益值、一目標區域(window of interest)、一發光強度、一焦距以及一收光相位至少其中之一。
為了讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯，下文將配合所附圖示，詳細說明如下。此外，於本發明之說明中，相同之構件係以相同之符號表示，於此先述明。
請參照第1圖所示，其為本發明說明一實施例之生理偵測系統100之方塊示意圖。該生理偵測系統100包含相互耦接的一生理偵測模組11以及一應用模組13。該生理偵測模組11用以朝向一皮膚區域SR照光以穿透部分皮膚組織，並偵測經過該皮膚區域SR之出射光以產生一影像信號IF；其中，所述皮膚區域SR根據不同應用可位於不同人體部位，例如手指、腳踝、手腕、耳部或前額等，並無特定限制。該應用模組13例如為一可攜式電子裝置、一穿戴式電子裝置、一家電裝置、一車用裝置、一醫療裝置其中之一。該應用模組13以有線或無線方式耦接該生理偵測模組11以進行通訊，例如進行資料傳遞，並可表示所偵測的生理特徵。
必須說明的是，雖然第1圖顯示該生理偵測模組11及該應用模組13係彼此分離，但本發明說明並不以此為限。其他實施例中，該生理偵測模組11可內建於該應用模組13。
該生理偵測模組11包含一光源模組111、一光感測器113、一第一處理器115、一儲存單元117以及一傳輸介面119。
該光源模組111例如包含一同調光源、一部分同調光源或一非同調光源，並無特定限制，例如包含一發光二極體或一雷射二極體。該光源模組111用以提供光線照射一皮膚區域SR，光線進入該皮膚區域SR內之皮膚組織後會傳遞一段距離並射出該皮膚區域SR；其中，出射光的光強度因部分光能量被血液所吸收而隨時間波動。某些實施例中，該光源模組111之一發光波長可為習知血氧飽和儀所使用的光波長。其他實施例中，該光源模組111之一發光波長介於300奈米~940奈米之間。必須說明的是，雖然第1圖中僅顯示單一光源，然其僅用以說明而非用以限定本發明說明。某些實施例中，當該生理偵測系統100用以偵測血氧濃度時，該光源模組111可包含兩光源分別發出紅光及紅外光。其他實施例中，當該生理偵測系統100具有校正功能時，該光源模組111可包含三個光源分別用以發出綠光、紅光以及紅外光；其中，綠光PPG信號用以決定一濾波參數，以對紅光PPG信號及紅外光PPG信號進行濾波。其他實施例中，為了改變該光源模組111之發光強度，該光源模組111可包含複數光源發出相同波長的光或者包含可改變驅動電流之光源。
該光感測器113用以根據至少一信號源參數偵測經過該皮膚區域SR之出射光並於每一取樣時間(sample time)輸出一影像信號IF，因此，相對複數取樣時間之影像信號IF則形成一亮度變化信號。某些實施例中，該光感測器113為一光二極體(photodiode)，其輸出的亮度變化信號作為PPG信號。某些實例中，該光感測器113為一影像感測器，其包含具有複數像素之一像素陣列。該像素陣列之每一像素於一影像圖框輸出一影像信號IF且該第一處理器115用以計算該影像圖框之複數像素之一影像信號和；其中，該影像信號和隨時間的變化則作為PPG信號。某些實施例中，該像素陣列之每一像素輸出的影像信號IF隨時間的變化作為PPG信號，亦即該光感測器113輸出複數亮度變化信號。此外，某些實施例中，當該光感測器113為一影像感測器時，其較佳為一主動式影像感測器，例如CMOS影像感測器，以根據該像素陣列所實際感測之信號分布選擇一目標區域(window of interest, WOI)，如第2圖所示。可以瞭解的是，該目標區域(WOI)的位置並不限於第2圖所示。
該第一處理器115例如為一數位信號處理器(DSP)，用以接收該光感測器113輸出之影像信號IF以進行後處理，例如根據複數影像信號IF產生一亮度變化信號以作為PPG信號。例如，該第一處理器115接收來自該光感測器113之影像信號IF，並連續地擷取一段時間間隔，例如5~10秒，的複數影像信號IF作為PPG信號。例如，第3圖顯示以時間間隔為6秒之亮度變化信號作為PPG信號，但本發明說明並不以此為限。第3圖為本發明說明實施例之生理偵測系統產生之亮度變化信號(或PPG信號)之示意圖。由於該光感測器113係以一取樣頻率(或圖框率)依序輸出影像信號IF，該等時間間隔可在時間上彼此部分重疊或完全不重疊；例如，該第一處理器115可將第0~6秒之亮度變化信號作為PPG信號，接著將第1~7秒之亮度變化信號作為下一個PPG信號或將第7~13秒之亮度變化信號作為下一個PPG信號，依此類推。
當該光感測器113為一光二極體時，該第一處理器115可直接擷取該光感測器113所輸出亮度變化信號以作為PPG信號；其中，該第一處理器115可不對該亮度變化信號進行處理。某些實施例中，該第一處理器115僅對該亮度變化信號進行濾波或放大等前處理以產生PPG信號。
當該光感測器113為一影像感測器時，該第一處理器115例如計算該像素陣列所輸出每一影像圖框的至少一部分像素(例如目標區域WOI內)之一影像信號和(例如以軟體實現)，並連續地計算一段時間間隔，例如5~10秒，的影像信號和作為PPG信號，如第3圖所示。其他實施例中，當該光感測器113為一影像感測器且該影像感測器本身即具有計算影像信號和的功能(例如以硬體實現)時，該第一處理器115僅擷取一段時間間隔，例如5~10秒，的影像信號和作為PPG信號；且本實施例中，該第一處理器115可不對該影像信號和進行處理或僅對該影像信號和進行濾波或放大等前處理。換句話說，本發明說明中的PPG信號可為一光二極體所輸出的影像信號隨時間的變化，或者一影像感測器之單一像素之影像信號或複數像素之影像信號和隨時間的變化。
本實施例中，該第一處理器115用以根據該影像信號IF計算一第一可靠度，並根據該第一可靠度更新至少一信號源參數AP。
一實施例中，該第一可靠度包含一平均亮度及一均勻度至少其中之一。於操作時，該生理偵測模組11之一偵測面較佳緊密貼合該皮膚區域SR，以避免外界光被該光感測器113所接收。因此，該光感測器113所輸出之影像信號IF之一平均亮度較佳低於一第一亮度門檻值，以確保該光感測器113並未接收到外界光。此外，為了使該光感測器113所輸出之影像信號IF能夠用以計算生理特徵，該光感測器113所輸出之影像信號IF之一平均亮度較佳高於一第二亮度門檻值，以確保該光感測器113接收到足夠的出射光。另一實施例中，當該光感測器113包含一像素陣列時，該光感測器113所輸出之影像圖框(即影像信號IF)之一均勻度(uniformity)較佳高於一預設門檻值，以確保該影像圖框之影像品質良好足以用來計算生理特徵。當該第一可靠度未滿足預設條件(如前述門檻值)時，該第一處理器115則更新該至少一信號源參數AP；其中，滿足預設條件例如為第一可靠度介於一門檻值區間、大於一門檻值或小於一門檻值，端視所使用的第一可靠度而定。
一實施例中，該至少一信號源參數AP選自包含一曝光時間、一增益值、一目標區域(WOI)、一焦距以及一收光相位之一群組。該曝光時間係指該光感測器113於每一取樣時間之曝光時間。該增益值係指放大該光感測器113之感測信號之增益值(例如類比或數位增益)。該目標區域用以選擇可靠度較高或亮度介於預設範圍的像素區域，如第2圖所示。該焦距例如透過一馬達裝置(例如一音圈馬達)來調整。該收光相位用以改變接收該皮膚區域SR之出射光的相位；例如參照第4圖所示，其顯示兩個像素P1、P2分別以不同角度(或相位)接收出射光，斜線區域表示組不透光金屬層，例如於CMOS製程中利用複數金屬層(例如M1~M10)形成不同光通道，以使不同像素得以接收不同角度(或相位)的出射光。必須說明的是，雖然第4圖僅顯示兩像素，然其僅用以說明而並非用以限定本發明說明。接收相同相位的出射光的像素數目可根據不同應用而定，並無特定限制。可以了解的是，當該光感測器113係包含單一光二極體時，該至少一信號源參數AP可不包含該目標區域(WOI)及該收光相位。
其他實施例中，該至少一信號源參數AP另用以控制該光源模組111之一發光強度，例如透過改變驅動電流、點亮之光源數目或光源距離等來調整該發光強度。
該儲存單元117例如為一暫存器(register)或一記憶體，例如隨機存取記憶體(RAM)等。該儲存單元117耦接該第一處理器115用以暫存該影像信號IF、該亮度變化信號(或PPG信號)、該第一可靠度CL、該至少一信號源參數AP以及演算法等。
該傳輸介面119用以與外部裝置耦接以進行通訊，例如將該影像信號IF、亮度變化信號(或PPG信號)、第一可靠度CL及/或信號源參數AP傳送至外部裝置。該傳輸介面119例如為一有線傳輸介面(例如I2C、SPI、USB等)或一無線傳輸介面(例如藍芽介面等)。
該應用模組13耦接該生理偵測模組11以作為該生理偵測模組11之外部裝置。該應用模組13用以接收該影像信號IF、亮度變化信號(或PPG信號)、第一可靠度CL及/或信號源參數AP並進行相應處理及控制；其中，該第一可靠度CL可作為進一步調整該信號源參數AP的參考。該應用模組13通知該生理偵測模組11輸出資料並傳回更新的信號源參數AP至該生理偵測模組11。該應用模組13包含一感測器驅動單元131、一第二處理器133以及一週邊驅動單元135。
該感測器驅動單元131用以驅動該生理偵測模組11並與該傳輸介面119建立有線或無線通訊，以從該傳輸介面119接收該影像信號IF、亮度變化信號(或PPG信號)、第一可靠度CL及/或信號源參數AP並傳回一更新後信號源參數AP至該傳輸介面119。換句話說，該感測器驅動單元131亦包含一傳輸介面。本發明說明中，該至少一信號源參數AP可根據該第一可靠度及/或一第二可靠度(由該應用模組13所計算)進行更新。兩裝置間透過有線或無線方式傳遞資料的方式已為習知，故於此不再贅述。
該第二處理器133例如為一微控制器(MCU)或一中央處理單元(CPU)，用以根據該亮度變化信號(或PPG信號)計算一第二可靠度，若有需要，並根據該第二可靠度進一步更新該至少一信號源參數AP。一實施例中，該第二可靠度例如包含一PPG信號振幅及一訊雜比至少其中之一。
例如，該第二處理器133接收該PPG信號(如第3圖所示)後，則比較該PPG信號之振幅與至少一門檻值；當該PPG信號振幅介於一預設門檻值範圍內時，表示該光感測器113所偵測之出射光適於計算生理特徵，而不調整該至少一信號源參數AP；而當該PPG信號振幅未介於一預設門檻值範圍內時，則調整該至少一信號源參數AP。
例如，該第二處理器133可先將該亮度變化信號轉換至頻域，如第5圖所示。第5圖為本發明說明實施例之生理偵測系統產生之頻域資料之示意圖。該第二處理器133可計算一目標頻譜(例如頻譜能量最大者或一預設頻譜)與其他頻譜能量合之一比值以作為一訊雜比(SNR)。接著，該第二處理器133比較該訊雜比與至少一門檻值，例如當該訊雜比大於一預設門檻值時，則不調整該至少一信號源參數AP；而當該訊雜比小於該預設門檻值時，則調整該至少一信號源參數AP。
該第二處理器133另用以根據該亮度變化信號(或PPG信號)計算生理特徵；其中，該生理特徵例如包含一血氧濃度、一心跳、一呼吸率、二次微分光體積變化描述波形(SDPPG)等。根據PPG信號計算生理特徵可利用習知方式，故於此不再贅述。
該周邊驅動單元135用以驅動一周邊裝置以表示該生理特徵，例如驅動一顯示器顯示該生理特徵或發出警示，或者驅動一揚聲器撥放該生理特徵或發出警示；其中，驅動周邊裝置的方式已為習知，故於此不再贅述。
請參照第6圖所示，其為本發明說明第一實施例之生理偵測系統之運作方法之流程圖，包含下列步驟：擷取一影像(步驟S61)；計算一可靠度(步驟S62)；比較該可靠度與至少一門檻值(步驟S63)；更新至少一信號源參數及信號源調整(步驟S64)；以及資訊儲存(步驟S65)。本運作方法例如適用於第1圖之生理偵測系統100。
請同時參照第1~4及6圖所示，以下接著說明第一實施例的實施方式。
步驟S61：該生理偵測模組11根據至少一信號源參數AP偵測一皮膚區域SR之出射光並產生一影像信號IF。例如，該生理偵測模組11之光源模組111朝向該皮膚區域SR照明，該生理偵測模組11之光感測器113偵測該皮膚區域SR之出射光以於每一取樣時間產生一影像信號IF。
步驟S62：該生理偵測模組11根據該影像信號IF計算一可靠度CL。例如，該生理偵測模組11之第一處理器115計算該影像信號IF之一平均亮度及一均勻度至少其中之一以作為該可靠度CL。當該光感測器113包含一像素陣列時，該第一處理器115可計算該像素陣列輸出之影像圖框之整體平均亮度或均勻度，或者計算該像素陣列輸出之影像圖框之局部(例如第2圖之目標區域)平均亮度或均勻度。
步驟S63：該生理偵測模組11之第一處理器115比較該可靠度CL與至少一門檻值；其中，該至少一門檻值係預先儲存於該生理偵測模組11之儲存單元117中。該至少一門檻值之個數可根據不同實施例而定。例如，該第一處理器115可比較該可靠度CL與複數門檻值以確認該可靠度CL是否位於一預設門檻值範圍；其中，該預設門檻值範圍表示該影像信號IF為有效影像信號，適於進行後續運算。例如，該第一處理器115可比較該可靠度CL與單一門檻值，以確認該可靠度CL係大於(等或於)或小於(等或於)該單一門檻值。
步驟S64：當該可靠度CL未介於一預設門檻值範圍時，則根據該可靠度CL與該至少一門檻值之一比較結果更新該至少一信號源參數AP並進行信號源調整。例如，當該至少一信號源參數AP包含一曝光時間時，該第一處理器115則調整該光感測器113之曝光時間。例如，當該至少一信號源參數AP包含一增益值時，該第一處理器115則調整該光感測器113之增益值。例如，當該至少一信號源參數AP包含一目標區域(如第2圖所示)時，該第一處理器115則調整該目標區域之尺寸或位置。例如，當該至少一信號源參數AP包含一焦距時，該第一處理器115則控制馬達以改變該光感測器113之焦距設定。例如，當該至少一信號源參數AP包含一收光相位時，該第一處理器115則改變該光感測器113輸出影像信號IF的像素，例如第4圖所示關閉像素P1而開啟像素P2，或反向為之。本實施例中，當包含複數信號源參數AP時，該第一處理器115可每次調整一部分該等信號源參數AP或同時調整所有該等信號源參數AP。例如，該儲存單元117可預先儲存一查找表，該第一處理器115可比較該可靠度CL與該查找表以更新該至少一信號源參數AP。該至少一信號源參數AP更新後，該第一處理器115則根據更新後信號源參數AP進行信號源調整。
步驟S65：該第一處理器115可根據複數影像信號IF產生一亮度變化信號(或PPG信號)，如第3圖所示，並將其儲存於該儲存單元117，並同時將該亮度變化信號(或PPG信號)透過其傳輸介面119予以輸出。此外，其他相關資訊，例如該影像信號IF、可靠度CL以及信號源參數AP亦儲存於該儲存單元117以供後續運作中使用。
接著，該生理偵測模組11以更新後的信號源參數AP產生下一個影像信號。
請參照第7圖所示，其為本發明說明第二實施例之生理偵測系統之運作方法之流程圖，包含下列步驟：擷取一影像(步驟S71)；計算一可靠度(步驟S72)；比較該可靠度與至少一門檻值(步驟S73)；更新至少一信號源參數及信號源調整(步驟S74)；資訊儲存(步驟S75)；判斷是否輸出儲存資料(步驟S76)；以及傳輸資料(步驟S77)。本運作方法例如適用於第1圖之生理偵測系統100。
第二實施例的步驟S71~步驟S75類似於上述第一實施例之步驟S61~步驟S65，故於此不再贅述。第二實施例中，於步驟S75資訊儲存完後，接著於步驟S76，該生理偵測模組11之傳輸介面119確認是否收到來自該應用模組13之一資料傳送信號，例如一輪詢(polling)或中斷(interrupt)信號。若確認收到該資料傳送信號，該傳輸介面119則將影像信號IF、PPG信號、可靠度CL(於步驟S72所求得)及信號源參數AP(其儲存於該儲存單元117)傳送至該應用模組13(步驟S77)；若未收到該資料傳送信號，該傳輸介面119則不輸出相關資料。最後，該生理偵測模組11以更新後的信號源參數AP(於步驟S74更新)產生下一個影像信號。
第二實施例中，該應用模組13接收到亮度變化信號(或PPG信號)後，則可根據該亮度變化信號計算生理特徵並進行相對應控制。
請參照第8圖所示，其為本發明說明第三實施例之生理偵測系統之運作方法之流程圖，其包含下列步驟：擷取一影像(步驟S81)；計算一第一可靠度(步驟S82)；比較該第一可靠度與至少一門檻值(步驟S83)；更新至少一信號源參數(步驟S84)；資訊儲存(步驟S85)；判斷是否輸出儲存資料(步驟S86)；傳輸資料(步驟S87)；接收更新後信號源參數(步驟S88)；以及信號源調整(步驟S89)。本運作方法例如適用於第1圖之生理偵測系統100。本實施例中，步驟S81~步驟S83以及步驟S85類似於上述第一實施例之步驟S61~步驟S63以及步驟S65，故於此不再贅述。
第三實施例與第二實施例之差異在於，第三實施例中，該應用模組13另根據所接收的亮度變化信號(或PPG信號)計算一第二可靠度CL2以於需要時進一步更新信號源參數AP。因此，第三實施例之步驟S84中，該生理偵測模組11僅根據一第一可靠度CL與至少一門檻值之比較結果更新該至少一信號源參數AP，而尚未進行信號源調整。本實施例中，該第一可靠度CL例如包含一平均亮度及一均勻度至少其中之一。
步驟S86~S87：當該生理偵測模組11確認收到來自該應用模組13之一資料傳送信號(例如輪詢信號或中斷信號)時，該生理偵測模組11將根據複數影像信號IF所產生之一亮度變化信號(或PPG信號)輸出至該應用模組13。若未收到資料傳送信號，則直接進入步驟S89，該生理偵測模組11以目前信號源參數AP(例如於步驟S84中所更新者)調整相應取樣設定，例如調整曝光時間、增益值、目標區域、焦距設定以及收光相位至少其中之一。
接收到亮度變化信號(或PPG信號)後，該應用模組13則可根據該亮度變化信號(或PPG信號)計算一第二可靠度CL2；其中，該第二可靠度CL2例如包含一PPG信號振幅及一訊雜比至少其中之一，因其已說明於前，故於此不再贅述。該應用模組13並於需要時根據該第二可靠度CL2進一步更新該至少一信號源參數AP並回傳更新後的信號源參數AP，例如當該PPG信號振幅未介於一預設範圍或該訊雜比未超過一預設門檻值時。此外，該應用模組13另根據該亮度變化信號(或PPG信號)計算並表示生理特徵，例如一血氧濃度、心跳、呼吸率、SDPPG等。
步驟S88~S89：該生理偵測模組11接收來自該應用模組13之更新後信號源參數AP後，根據該更新後信號源參數AP調整相應取樣設定。
接著，該生理偵測模組11以更新後的信號源參數AP產生下一個影像信號。某些實施例中，該信號源參數AP另可用以調整該生理偵測模組11之光源模組111之一發光強度。
必須說明的是，雖然第1圖顯示該光源模組111與該光感測器113位於皮膚區域SR的同一側而形成反射式偵測裝置，然而本發明說明並不以此為限。其他實施例中，該光源模組111與該光感測器113可位於一皮膚區域之相對側而形成穿透式偵測裝置。
可以瞭解的是，上述實施例中，當第一可靠度及/或第二可靠度符合預設要求時，表示該光感測器113所擷取的影像信號IF適於計算生理特徵，此時則不調整該至少一信號源參數AP。
綜上所述，由於光學式生理偵測系統應用於可攜式裝置或穿戴式裝置時，可能因為使用狀況的不確定性而降低偵測精確度。因此，本發明說明另提出一種生理偵測系統(第1圖)及其運作方法(第6~8圖)，其根據影像信號之可靠度調整至少一信號源參數，以提高偵測精確度。
雖然本發明已以前述實例揭示，然其並非用以限定本發明，任何本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與修改。因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100‧‧‧生理偵測系統
11‧‧‧生理偵測模組
111‧‧‧光源模組
113‧‧‧光感測器
115‧‧‧第一處理器
117‧‧‧儲存單元
119‧‧‧傳輸介面
13‧‧‧應用模組
131‧‧‧感測器驅動單元
133‧‧‧第二處理器
135‧‧‧周邊驅動單元
SR‧‧‧皮膚區域
IF‧‧‧影像信號
WOI‧‧‧目標區域
P1、P2‧‧‧像素
CL‧‧‧可靠度
TH‧‧‧門檻值
AP‧‧‧信號源參數
第1圖為本發明說明實施例之生理偵測系統之方塊示意圖。 第2圖為本發明說明實施例之像素陣列之一目標區域之示意圖。 第3圖為本發明說明實施例之生理偵測系統產生之亮度變化信號之示意圖。 第4圖為本發明說明實施例之不同收光相位之示意圖。 第5圖為本發明說明實施例之生理偵測系統產生之頻域資料之示意圖。 第6圖為本發明說明第一實施例之生理偵測系統之運作方法之流程圖。 第7圖為本發明說明第二實施例之生理偵測系統之運作方法之流程圖。 第8圖為本發明說明第三實施例之生理偵測系統之運作方法之流程圖。
100‧‧‧生理偵測系統
11‧‧‧生理偵測模組
111‧‧‧光源模組
113‧‧‧光感測器
115‧‧‧第一處理器
117‧‧‧儲存單元
119‧‧‧傳輸介面
13‧‧‧應用模組
131‧‧‧感測器驅動單元
133‧‧‧第二處理器
135‧‧‧周邊驅動單元
SR‧‧‧皮膚區域

Claims (20)

  1. 一種生理偵測系統，包含： 一生理偵測模組，該生理偵測模組包含：    一光源模組，用以提供光線照射一皮膚區域；    一光感測器，用以根據至少一信號源參數偵測經過該皮膚區域之出射光，並輸出一影像信號；以及    一第一處理器，用以根據該影像信號計算一第一可靠度，並根據該第一可靠度更新該至少一信號源參數。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之生理偵測系統，其中該第一可靠度包含一平均亮度及一均勻度至少其中之一。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之生理偵測系統，其中該至少一信號源參數選自包含一曝光時間、一增益值、一目標區域、一焦距以及一收光相位之一群組。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之生理偵測系統，其中該光源模組之一發光波長介於300奈米~940奈米。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之生理偵測系統，其中該至少一信號源參數另用以控制該光源模組之一發光強度。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之生理偵測系統，其中該生理偵測模組另包含一傳輸介面， 該第一處理器另用以根據複數影像信號產生一亮度變化信號，且該傳輸介面用以輸出該亮度變化信號。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之生理偵測系統，其中該生理偵測系統另包含一應用模組耦接該生理偵測模組，且該應用模組包含一第二處理器用以根據該亮度變化信號計算生理特徵。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之生理偵測系統，其中該生理偵測系統另包含一應用模組耦接該生理偵測模組，且該應用模組包含一第二處理器用以根據該亮度變化信號計算一第二可靠度，並根據該第二可靠度更新該至少一信號源參數。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之生理偵測系統，其中該第二可靠度包含一光體積變化描述波形信號振幅及一訊雜比至少其中之一。
  10. 如申請專利範圍第7或8其中一項所述之生理偵測系統，其中該應用模組為選自包括一可攜式電子裝置、一穿戴式電子裝置、一家電裝置、一車用裝置、一醫療裝置之一群組。
  11. 一種生理偵測系統之運作方法，該生理偵測系統包含一生理偵測模組，該運作方法包含： 以該生理偵測模組根據至少一信號源參數偵測一皮膚區域之出射光以產生一影像信號；以該生理偵測模組根據該影像信號計算一可靠度；以該生理偵測模組比較該可靠度與至少一門檻值；以及以該生理偵測模組根據該可靠度與該至少一門檻值之一比較結果更新該至少一信號源參數。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之運作方法，其中該可靠度包含一平均亮度及一均勻度至少其中之一。
  13. 如申請專利範圍第11項所述之運作方法，其中該至少一信號源參數選自包含一曝光時間、一增益值、一目標區域、一焦距以及一收光相位之一群組。
  14. 如申請專利範圍第11項所述之運作方法，另包含： 以該生理偵測模組根據複數影像信號產生一亮度變化信號；及以該生理偵測模組輸出該亮度變化信號。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之運作方法，其中該生理偵測系統另包含一應用模組耦接該生理偵測模組，該運作方法另包含： 以該應用模組接收該亮度變化信號；以及以該應用模組根據該亮度變化信號計算生理特徵。
  16. 一種生理偵測系統之運作方法，該生理偵測系統包含相互耦接之一生理偵測模組及一應用模組，該運作方法包含： 以該生理偵測模組根據至少一信號源參數偵測一皮膚區域之出射光以產生一影像信號；以該生理偵測模組根據該影像信號計算一第一可靠度；以該生理偵測模組根據複數影像信號輸出一亮度變化信號；以該應用模組根據該亮度變化信號計算一第二可靠度；以及根據該第一可靠度及該第二可靠度更新該至少一信號源參數。
  17. 如申請專利範圍第16項所述之運作方法，其中該第一可靠度包含一平均亮度及一均勻度至少其中之一，且該第二可靠度包含一光體積變化描述波形信號振幅及一訊雜比至少其中之一。
  18. 如申請專利範圍第16項所述之運作方法，其中該至少一信號源參數選自包含一曝光時間、一增益值、一目標區域、一焦距以及一收光相位之一群組。
  19. 如申請專利範圍第16項所述之運作方法，另包含： 以該應用模組根據該亮度變化信號計算生理特徵。
  20. 如申請專利範圍第16項所述之運作方法，另包含： 以該至少一信號源參數調整該生理偵測模組之一光源模組之一發光強度。
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