超宽带UWB生命信号的处理方法技术

本申请提出一种超宽带UWB生命信号的处理方法、装置、电子设备和和存储介质。其中，该方法包括：采集超宽带UWB生命信号对应的多个回波信号，以得到由多个回波信号组成的第一回波信号矩阵，再得到第一回波信号矩阵进行杂波预处理后的第二回波信号矩阵，并进行奇异值分解，以得到第二回波信号矩阵对应的多个奇异值，对多个奇异值和进行重要项筛选，以得到多个主奇异值，并生成多个主奇异值对应的第三回波信号矩阵，再进行信号分解，以得到第三回波信号矩阵对应的固有模态分量矩阵，根据固有模态分量矩阵，重构目标超宽带UWB生命信号，由此，基于对超宽带UWB生命信号进行分解重构处理，准确确定目标超宽带UWB生命信号，提高超宽带UWB生命信号的处理精度。带UWB生命信号的处理精度。带UWB生命信号的处理精度。

【技术实现步骤摘要】
超宽带UWB生命信号的处理方法


[0001]本申请涉及信号处理
，尤其涉及一种超宽带UWB生命信号的处理方法、装置、电子设备和存储介质。

技术介绍

[0002]目前，随着超宽带雷达探测成像技术的迅猛发展，利用超宽带雷达进行生命信号探测是目前该领域的重要应用，在生命信号探测过程中，人类活动所带来的体表微动、环境噪声、设备造成线性漂移、探测仪噪声、热噪声等都会造成了干扰，对于生命信号的提取与分析造成干扰，相关技术中，对生命信号进行数据处理的方法包括：中值滤波、高斯滤波、小波变换、经验模态分解法等，但对生命信号进行数据处理的方法都存在一定的局限性，故亟需一种更高效的超宽带UWB生命信号的处理方法。

技术实现思路

[0003]本申请提出一种超宽带UWB生命信号的处理方法、装置、电子设备和存储介质。
[0004]本申请第一方面实施例提出了一种超宽带UWB生命信号的处理方法，所述方法包括：采集所述超宽带UWB生命信号对应的多个回波信号，以得到由所述多个回波信号组成的第一回波信号矩阵；对所述第一回波信号矩阵中的所述多个回波信号进行杂波预处理，以得到无杂波的第二回波信号矩阵；对所述第二回波信号矩阵进行奇异值分解处理，以得到第二回波信号矩阵对应的多个奇异值；对所述多个奇异值和进行重要项筛选，以得到多个主奇异值，并生成所述多个主奇异值对应的第三回波信号矩阵；对所述第三回波信号矩阵中的多个回波信号进行信号分解，以得到所述第三回波信号矩阵对应的固有模态分量矩阵；根据所述固有模态分量矩阵，重构所述超宽带UWB生命信号。
[0005]在本申请的一个实施例中，所述对所述第一回波信号矩阵中的所述多个回波信号进行杂波消除预处理，以得到无杂波的第二回波信号矩阵，包括：采用道信号相减法对所述第一回波信号矩阵中的所述多个回波信号进行第一频率杂波的预处理，以得到的第一杂波矩阵；采用时间减平均算法对所述第一回波信号矩阵中的所述多个回波信号进行第二频率杂波的预处理，以得到第二杂波矩阵；将所述第一回波信号矩阵减去所述第一杂波矩阵和所述第二杂波矩阵的差作为第二回波信号矩阵。
[0006]在本申请的一个实施例中，所述对所述多个奇异值和进行重要项筛选，以得到多个主奇异值，并生成所述多个主奇异值对应的第三回波信号矩阵，包括：获取所述多个奇异值中相邻奇异值之间的梯度差值；将所述梯度差值大于预设梯度阈值的相邻奇异值，作为候选奇异值；获取各个所述候选奇异值的相对数值；将所述相对数值小于预设数值的候选奇异值，作为主奇异值；根据所述主奇异值与奇异值矩阵分量的映射关系，确定出所述主奇异值对应的主奇异矩阵分量；将所述主奇异值和主奇异矩阵分量组合成所述第三回波信号矩阵。
[0007]在本申请的一个实施例中，所述对所述第三回波信号矩阵中的多个回波信号进行
信号分解，以得到所述第三回波信号矩阵对应的固有模态分量矩阵，包括：获取多个不同频率的白噪声信号；对所述第三回波信号矩阵中的多个回波信号加入所述多个不同频率的白噪声信号，以得到含有不同频率白噪声信号的多个第四回波信号矩阵；对所述多个第四回波信号矩阵进行信号分解，以得到多个候选固有模态分量矩阵；将所述多个候选固有模态分量矩阵的均值作为所述第三回波信号矩阵对应的固有模态分量矩阵。
[0008]在本申请的一个实施例中，在将所述主奇异值和主奇异矩阵分量组合成所述第三回波信号矩阵之后，还包括：获取所述主奇异矩阵分量中与各个所述主奇异值各自对应的空间特征向量和时间特征向量；将各个所述主奇异值与所述空间特征向量和所述时间特征向量作为一组存储数据，并存储在容器中。
[0009]在本申请的一个实施例中，所述对所述第一回波信号矩阵中的所述多个回波信号进行杂波预处理，以得到无杂波的第二回波信号矩阵之后，还包括：对所述第二回波信号矩阵中的多个回波信号进行信号增强。
[0010]本申请提出一种超宽带UWB生命信号的处理方法，采集超宽带UWB生命信号对应的多个回波信号，以得到由多个回波信号组成的第一回波信号矩阵，再得到第一回波信号矩阵进行杂波预处理后的第二回波信号矩阵，并进行奇异值分解，以得到第二回波信号矩阵对应的多个奇异值，对多个奇异值和进行重要项筛选，以得到多个主奇异值，并生成多个主奇异值对应的第三回波信号矩阵，再进行信号分解，以得到第三回波信号矩阵对应的固有模态分量矩阵，根据固有模态分量矩阵，重构目标超宽带UWB生命信号，由此，基于对超宽带UWB生命信号进行分解重构处理，准确确定目标超宽带UWB生命信号，提高超宽带UWB生命信号的处理精度。
[0011]本申请第二方面实施例提出了一种超宽带UWB生命信号的处理装置，所述装置包括：采集模块，用于采集所述超宽带UWB生命信号对应的多个回波信号，以得到由所述多个回波信号组成的第一回波信号矩阵；预处理模块，用于对所述第一回波信号矩阵中的所述多个回波信号进行杂波预处理，以得到无杂波的第二回波信号矩阵；第一分解模块，用于对所述第二回波信号矩阵进行奇异值分解处理，以得到第二回波信号矩阵对应的多个奇异值；生成模块，用于对所述多个奇异值和进行重要项筛选，以得到多个主奇异值，并生成所述多个主奇异值对应的第三回波信号矩阵；第二分解模块，用于对所述第三回波信号矩阵中的多个回波信号进行信号分解，以得到所述第三回波信号矩阵对应的固有模态分量矩阵；重构模块，用于根据所述固有模态分量矩阵，重构所述超宽带UWB生命信号。
[0012]在本申请的一个实施例中，所述预处理模块，具体用于：采用道信号相减法对所述第一回波信号矩阵中的所述多个回波信号进行第一频率杂波的预处理，以得到的第一杂波矩阵；采用时间减平均算法对所述第一回波信号矩阵中的所述多个回波信号进行第二频率杂波的预处理，以得到第二杂波矩阵；将所述第一回波信号矩阵减去所述第一杂波矩阵和所述第二杂波矩阵的差作为第二回波信号矩阵。
[0013]在本申请的一个实施例中，所述生成模块，具体用于：获取所述多个奇异值中相邻奇异值之间的梯度差值；将所述梯度差值大于预设梯度阈值的相邻奇异值，作为候选奇异值；获取各个所述候选奇异值的相对数值；将所述相对数值小于预设数值的候选奇异值，作为主奇异值；根据所述主奇异值与奇异值矩阵分量的映射关系，确定出所述主奇异值对应的主奇异矩阵分量；将所述主奇异值和主奇异矩阵分量组合成所述第三回波信号矩阵。
[0014]在本申请的一个实施例中，所述第二分解模块，具体用于：获取多个不同频率的白噪声信号；对所述第三回波信号矩阵中的多个回波信号加入所述多个不同频率的白噪声信号，以得到含有不同频率白噪声信号的多个第四回波信号矩阵；对所述多个第四回波信号矩阵进行信号分解，以得到多个候选固有模态分量矩阵；将所述多个候选固有模态分量矩阵的均值作为所述第三回波信号矩阵对应的固有模态分量矩阵。
[0015]在本申请的一个实施例中，所述生成模块，还具体用于：获取所述主奇异矩阵分量中与各个所述主奇异值各自对应的空间特征向量和时间特征向量；将各个所述主奇异值与所述空间特征向量和所述时间特征向量作为一组存储数据，并存储在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超宽带UWB生命信号的处理方法，其特征在于，其中，所述方法包括：采集所述超宽带UWB生命信号对应的多个回波信号，以得到由所述多个回波信号组成的第一回波信号矩阵；对所述第一回波信号矩阵中的所述多个回波信号进行杂波预处理，以得到无杂波的第二回波信号矩阵；对所述第二回波信号矩阵进行奇异值分解处理，以得到第二回波信号矩阵对应的多个奇异值；对所述多个奇异值和进行重要项筛选，以得到多个主奇异值，并生成所述多个主奇异值对应的第三回波信号矩阵；对所述第三回波信号矩阵中的多个回波信号进行信号分解，以得到所述第三回波信号矩阵对应的固有模态分量矩阵；根据所述固有模态分量矩阵，重构目标超宽带UWB生命信号。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述第一回波信号矩阵中的所述多个回波信号进行杂波消除预处理，以得到无杂波的第二回波信号矩阵，包括：采用道信号相减法对所述第一回波信号矩阵中的所述多个回波信号进行第一频率杂波的预处理，以得到的第一杂波矩阵；采用时间减平均算法对所述第一回波信号矩阵中的所述多个回波信号进行第二频率杂波的预处理，以得到第二杂波矩阵；将所述第一回波信号矩阵减去所述第一杂波矩阵和所述第二杂波矩阵的差作为第二回波信号矩阵。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述多个奇异值和进行重要项筛选，以得到多个主奇异值，并生成所述多个主奇异值对应的第三回波信号矩阵，包括：获取所述多个奇异值中相邻奇异值之间的梯度差值；将所述梯度差值大于预设梯度阈值的相邻奇异值，作为候选奇异值；获取各个所述候选奇异值的相对数值；将所述相对数值小于预设数值的候选奇异值，作为主奇异值；根据所述主奇异值与奇异值矩阵分量的映射关系，确定出所述主奇异值对应的主奇异矩阵分量；将所述主奇异值和主奇异矩阵分量组合成所述第三回波信号矩阵。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述第三回波信号矩阵中的多个回波信号进行信号分解，以得到所述第三回波信号矩阵对应的固有模态分量矩阵，包括：获取多个不同频率的白噪声信号；对所述第三回波信号矩阵中的多个回波信号加入所述多个不同频率的白噪声信号，以得到含有不同频率白噪声信号的多个第四回波信号矩阵；对所述多个第四回波信号矩阵进行信号分解，以得到多个候选固有模态分量矩阵；将所述多个候选固有模态分量矩阵的均值作为所述第三回波信号矩阵对应的固有模...

【专利技术属性】
技术研发人员：仙文豪，齐庆杰，刘思昀，程会锋，马天放，张婧雯，赵尤信，王月，刘英杰，孙立峰，柴佳美，
申请(专利权)人：煤炭科学研究总院有限公司，
类型：发明
国别省市：