Re: [問題] 小米手環是如何偵測睡眠的？？

[jim924211 (終身WA2推)]

安安
我碩論是做心跳感測的啦
依我碩論的概念大概說一下
不一定全正確，但應該也有87%了


現在手環量測心跳都是以綠光ppg為大宗，
幾乎你看得到的手錶環量測都是綠光ppg


先簡單介紹一下心跳


量心跳分2種


1.心電

2.光學式PPG


其中光學式又分成 (1).穿透式 (2). 反射式


(1)穿透式 :


優點

--------訊號較 反射式明顯 「比較」不易受環境光干擾


缺點

---------LED功耗較大，而且配戴部位很有限，最常見到的是醫院的夾指式，較不利於隨身
攜帶


(2)反射式


優點

--------配戴部位相較穿透式「更為不限」，成本低廉，功耗較低


缺點

---------易受環境光干擾，需緊貼量測部位




現況大部分 心跳量測都是用反射式胬因為成本有差


再說明一下，光學式量測理論是光體積體描述簡稱PPG


透過將光源打入皮膚中，此時人體組織會吸收並反射

因為心跳基本上都是成週期性變化，造成血管縮放程度不同

所以反射出來的光會成周期性變化，這才是PPG心率所需求訊號

反射後的光源打入感測器，光感射器會將感測到的訊號強弱其輸出成波形

這個才是PPG運算所真正要的訊號


再補充個，通常心跳波形又可分成好幾個區間，這些區間各代表不同意義

PPG 量測 通常是量QRS這段


然後將取得的QRS波分離出波峰，波峰與波峰之間的距離簡稱R-R-Interval?


將 RRI 拿來用 berger 演算法轉換成等距不同震幅的波形後再經由 FFT (快速傅立葉)

就可依FFT 的結果得知目前的正/副交感神經狀況


基本上心跳量測理論基本上是這樣





接下來回正題 睡眠判斷

當人在睡眠時

你的正/負交感神經也會起相對應的變化
睡眠感測沒意外的話是透過
交感神經比值抓的幅度與震動感測器互相搭配

震動感測相信大家都大概知道怎樣判斷我就不說了

透過正負交感神經的狀況來判斷睡眠，
當你的正負交感神經的比值達到設定的條件時，
此時就可以判定為睡眠中，
依照比值可以再分成淺眠與深睡


而且還有個體差異
所以就變成沒睡說有睡，有睡說沒睡的情況，因為是依照你心率去判別的


判別比例怎麼抓，
與震動感測器的搭配演算法
這憑各家本事

目前看到比較強的就尬敏的手環
在心率以及震動互相搭配的演算法是top的

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※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc), 來自: 175.96.67.141
※ 文章網址: https://www.ptt.cc/bbs/MobileComm/M.1543821203.A.33B.html
推 powyo       : 胬
推 amateuruser : 胬胬
推 miko740909  : 胬
推 chenming867 : 胬胬胬
修掉惹，怎會跑出亂碼qq
有看到再跟我說，我心情好再修XD
※ 編輯: jim924211 (175.96.67.141), 12/03/2018 15:17:27
※ 編輯: jim924211 (175.96.67.141), 12/03/2018 15:18:43
推 Zed5566     : 心跳量測都是用反射式胬
→ Zed5566     : 跟我想說的大致上一樣 本來想回文結果被你搶先
我本來打很慢，
突然想起以前在巴哈有分享過，
就用複製再修改的了
推 green4wo    : 推
推 ss87666     : 你心跳系？
剛好碩論碰過一點，略懂略懂

※ 編輯: jim924211 (175.96.67.141), 12/03/2018 15:39:16
推 stonys      : 專業推
→ JuiFu617    : 可是我都關心跳偵測，怎麼手環知道我在睡覺？
這我不太清楚，
有種可能是沒有心率量測後，手環以震動感應器為主來判斷
→ att7645     : 你這個心跳系的專業欸
※ 編輯: jim924211 (49.216.215.150), 12/03/2018 16:07:55
→ SurfaceBook2: 心跳相關資訊並非必須，看演算法怎麼設計，僅透過
→ SurfaceBook2: 感應器的資訊也可以去算出睡眠，但是準確性我覺得
→ SurfaceBook2: 也因人而異，畢竟每個人的睡眠特性不同，也可能受
→ SurfaceBook2: 到其他因素影響，這都提升演算法的設計難度。
4  沒有錯的辣
最終還是要看廠商怎麼寫自己的演算法
推 rei196      : 所以你推薦哪款
只有試過幾隻，我只記得家明的
至少比手環玩具準
推 roger00     : 好文
推 silence569  : 專業文
推 evaliao     : 長知識
推 chungkai    : 有醫生說手環偵測淺眠深眠,都是垃圾        真的嗎?
應該4吧，ppg能被干擾的因素太多
你睡覺翻身＋手指折動
身體壓到手臂等等
都會影響血液流動，
這樣的話ppg就會失準
推 jinnawang   : 看ptt長知識
推 uppp        : 所以講白話一點就是靠心率加手的震動來判斷嚕？
沒意外的話應該4沒錯
單震動準度太低，
加上心率可以大大增加準度

只是準度是從

完全沒參考價值
變成
稍微有參考價值

真的要量淺眠的那些
甚至是心律不整的心臟疾病
還是用心電的準度好太多惹
※ 編輯: jim924211 (101.13.210.83), 12/03/2018 22:20:48
推 tiger418    : 推專業
推 joey196t    : 推專業，但我猜小米手環應該是靠震動跟角度來偵測，
→ joey196t    : 因為我有次睡到一半脫掉，洗完澡又帶回去繼續睡，隔
→ joey196t    : 天顯示那段期間是在熟睡
推 SWTSunny    : 小米手環我猜是靠振動頻率計算的
→ SWTSunny    : 躺在床上玩手機顯示我仍在睡覺中
推 zerg2150    : 專業推，謝謝分享
推 eric525498  : 推專業
推 howryou     : 用反射式胬
→ filet       : garmin的睡眠偵測也非常不準...
推 axlfun      : 三星手錶我丟在桌上他也說我睡了七個小時