本发明专利技术公开了一种短距离非接触式单目标呼吸率和呼吸幅度检测方法，包括如下内容：使用含有超宽带脉冲的无线电波直射到人体胸部，人体胸部的皮肤、体内骨骼和内部组织对无线电波进行反射，发射的回波会随着时间变化，带有胸部呼吸运动带来的机械波信息，通过无线接收机在短距离内收到反射电磁波，根据人体介质发射的特点，应用时频降噪、自反馈和多分辨率分解相结合的数字信号处理方法处理采集到的含有快时间和慢时间的二维数字序列，来复原呼吸波信号，从而得到目标人的呼吸率和呼吸幅度。本发明专利技术的检测方法为非接触式的对人体无害的呼吸波测试精度较高的检测方法，它适合于短距离多种场景下对人体呼吸率，呼吸幅度的长时间实时监控和记录。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种呼吸率和呼吸深度测试方法，具体涉及一种短距离非接触式单目 标呼吸率和呼吸幅度检测方法。
技术介绍
人的呼吸率、呼气和吸气的周期以及呼吸的幅度变化，是诊断呼吸类疾病和其他 相关类疾病最重要的生理指标。比如睡眠呼吸障碍事件的检测中，呼吸的变化，包括呼吸进 气量、呼吸率的变化都能够反映人体一定的病理特征。这些病理特征经常用于动脉硬化等 病症的早期诊断。 传统的呼吸率和呼吸深度测试方法通常采用测试胸带、呼吸导管等接触式检测仪 器来完成，传统的接触式测试方式对测试场景具有一定的要求，而在某些特殊的场景下，这 些传统方式不方便使用。现有技术中亟需一种呼吸波测试精度高、适合于短距离多种场景 下对人体呼吸率和呼吸幅度的长时间实时监控和记录的短距离非接触式单目标呼吸率和 呼吸幅度检测方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的不足，提供一种适合于短距离多种场景 下对人体呼吸率和呼吸幅度的长时间实时监控和记录的呼吸波测试精度高的短距离非接 触式单目标呼吸率和呼吸幅度检测方法。 本专利技术是通过以下技术方案实现的： ，包括如下内容：使用含有超 宽带脉冲的无线电波直射到人体胸部，人体胸部的皮肤、体内骨骼和内部组织对无线电波 进行反射，发射的回波会随着时间变化，带有胸部呼吸运动带来的机械波信息，通过无线接 收机在短距离内收到反射电磁波，根据人体介质发射的特点，应用时频降噪、自反馈和多分 辨率分解相结合的数字信号处理方法处理采集到的含有快时间和慢时间的二维数字序列， 来复原呼吸波信号，从而得到目标人的呼吸率和呼吸幅度。 所述数字信号处理方法依次包括采用慢时间和快时间平均滤波的方法进行滤波 降噪、互相关法增强信号、小波变换方法得到时空域分量、小波分量选取、逆小波变换复原 呼吸波信号及计算并得到呼吸率和呼吸幅度。 本专利技术的有益效果是：本专利技术的检测方法通过无线电波的发射和接收来实现，不 需要与人体接触，信号功率非常低，远远低于常用无线通信设备，如手机，wifi路由器等，对 人体无害，并且本检测方法采用了多种弱信号数字信号处理方法，提高了呼吸波测试的精 度。本专利技术的方法适合于短距离多种场景下对人体呼吸率，呼吸幅度的长时间实时监控和 记录。【附图说明】 图1是单目标短距离非接触式人体呼吸波检测系统的结构框图； 图2是数字信号处理模块复原呼吸波波形的处理过程框图。【具体实施方式】 1短距离非接触式单目标呼吸波检测方法 1. 1系统框图和原理 电磁波照射人体组织的吸收和发射特性取决于组织的电介质特性。我们采用中心频率 从4G到10. 5G左右的电磁波直射到人体的上部躯干时，人体的皮肤，体内骨骼和内脏的脂 肪，会对电磁波进行一定程度的反射。通过无线接收机在短距离内收到的反射电磁波，我们 称为回波。当我们发射一个很窄的短时脉冲时，发射波和回波都是一个带宽很宽的频域信 号，具有良好的时间分辨率。系统框图如图1。假定发射天线到人体某个反射点的距离为Dt，而接收天线到这 个反射点的距离为Dr，而接收到发射的固定参考时延为^ffsrt，那么从发射窄脉冲开始，到 收到这个人体反射点发射的回波的时延为【主权项】1. ，其特征在于包括如下内 容：使用含有超宽带脉冲的无线电波直射到人体胸部，人体胸部的皮肤、体内骨骼和内部 组织对无线电波进行反射，发射的回波会随着时间变化，带有胸部呼吸运动带来的机械波 信息，通过无线接收机在短距离内收到反射电磁波，根据人体介质发射的特点，应用时频降 噪、自反馈和多分辨率分解相结合的数字信号处理方法处理采集到的含有快时间和慢时间 的二维数字序列，来复原呼吸波信号，从而得到目标人的呼吸率和呼吸幅度。2. 根据权利要求1所述的短距离非接触式单目标呼吸率和呼吸幅度检测方法，其特 征在于：所述数字信号处理方法依次包括采用慢时间和快时间平均滤波的方法进行滤波降 噪、互相关法增强信号、小波变换方法得到时空域分量、小波分量选取、逆小波变换复原呼 吸波信号及计算并得到呼吸率和呼吸幅度。【专利摘要】本专利技术公开了，包括如下内容：使用含有超宽带脉冲的无线电波直射到人体胸部，人体胸部的皮肤、体内骨骼和内部组织对无线电波进行反射，发射的回波会随着时间变化，带有胸部呼吸运动带来的机械波信息，通过无线接收机在短距离内收到反射电磁波，根据人体介质发射的特点，应用时频降噪、自反馈和多分辨率分解相结合的数字信号处理方法处理采集到的含有快时间和慢时间的二维数字序列，来复原呼吸波信号，从而得到目标人的呼吸率和呼吸幅度。本专利技术的检测方法为非接触式的对人体无害的呼吸波测试精度较高的检测方法，它适合于短距离多种场景下对人体呼吸率，呼吸幅度的长时间实时监控和记录。【IPC分类】A61B5-08【公开号】CN104783799【申请号】CN201510151331【专利技术人】韦晓东 【申请人】上海兆观信息科技有限公司【公开日】2015年7月22日【申请日】2015年4月1日本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种短距离非接触式单目标呼吸率和呼吸幅度检测方法，其特征在于包括如下内容：使用含有超宽带脉冲的无线电波直射到人体胸部，人体胸部的皮肤、体内骨骼和内部组织对无线电波进行反射，发射的回波会随着时间变化，带有胸部呼吸运动带来的机械波信息，通过无线接收机在短距离内收到反射电磁波，根据人体介质发射的特点，应用时频降噪、自反馈和多分辨率分解相结合的数字信号处理方法处理采集到的含有快时间和慢时间的二维数字序列，来复原呼吸波信号，从而得到目标人的呼吸率和呼吸幅度。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：韦晓东，
申请(专利权)人：上海兆观信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31
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