胸腹式呼吸判断方法、设备及存储介质技术

本发明专利技术公开了一种胸腹式呼吸判断方法、设备及存储介质，方法包括：通过毫米波雷达对人体进行检测，以获得从人体反射回来的原始波形信号；对原始波形信号分离得到呼吸波形信号和心跳波形信号；对呼吸波形信号进行谱估计，得到呼吸频率信号；根据心跳波形信号，得到心跳频率信号；通过预设的胸腹式分类模型对原始波形信号进行分类，得到预测呼吸类型；将呼吸频率信号、心跳频率信号和预测呼吸类型作为预测结果输出。本发明专利技术检测操作方便，对从人体反射回来的原始波形信号进行分离以及谱估计，能够得到用于反映用户呼吸情况的呼吸频率信号，通过胸腹式分类模型对原始波形信号进行分类，能够满足用户对呼吸类型判断功能的使用需求。够满足用户对呼吸类型判断功能的使用需求。够满足用户对呼吸类型判断功能的使用需求。

【技术实现步骤摘要】
胸腹式呼吸判断方法、设备及存储介质


[0001]本专利技术涉及信号检测处理领域，特别涉及一种胸腹式呼吸判断方法、设备及存储介质。

技术介绍

[0002]心跳呼吸的判断往往是基于医生或相关人员的经验进行的，通过人工对心跳呼吸进行判断，判断人员容易因疲劳、心情等个人因素给判断结果带来误差，心跳呼吸的人工判断结果存在不稳定性。
[0003]相关技术中，为减少人工判断带来的误差，通常采用心电监护仪对人体的心跳进行检测，通过获得心跳频率和心跳幅度来判断人体的健康状况，这种检测判断只能监控到用户的心跳情况，判断功能单一，无法进行呼吸类型的判断。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提供了一种胸腹式呼吸判断方法、设备及存储介质，能够对人体的胸腹呼吸方式进行判断，判断效率高、判断结果可靠。
[0005]本专利技术第一方面实施例提供胸腹式呼吸判断方法，包括：
[0006]通过毫米波雷达对人体进行检测，以获得从人体反射回来的原始波形信号；
[0007]对原始波形信号分离得到呼吸波形信号和心跳波形信号；
[0008]对呼吸波形信号进行谱估计，得到呼吸频率信号；
[0009]根据心跳波形信号，得到心跳频率信号；
[0010]通过预设的胸腹式分类模型对原始波形信号进行分类，得到预测呼吸类型；
[0011]将呼吸频率信号、心跳频率信号和预测呼吸类型作为预测结果输出。
[0012]根据本专利技术的上述实施例，至少具有如下有益效果：通过毫米波雷达对人体进行无接触式的检测，检测操作方便，对从人体反射回来的原始波形信号进行分离以及谱估计，能够得到用于反映用户呼吸情况的呼吸频率信号和心跳频率信号，通过胸腹式分类模型对原始波形信号进行分类，能够得到用于表示为胸式呼吸或腹式呼吸的预测呼吸类型，能够满足用户对呼吸类型判断功能的使用需求，通过毫米波雷达配合胸腹式分类模型进行呼吸判断的可靠性高，判断效率高，预测得到的预测呼吸类型能够供用户对人体的呼吸状态进行监控，能够为医疗和日常生活带来便利。
[0013]根据本专利技术第一方面的一些实施例，对原始波形信号分离得到呼吸波形信号和心跳波形信号，包括：
[0014]对原始波形信号依次进行距离维快速傅里叶变换，得到人体的距离范围；
[0015]通过相位处理计算距离范围并进行相位解缠绕得到相位信号；
[0016]对相位信号计算进行差分并对差分后的所述相位信号通过滤波器分离得到呼吸波形信号和心跳波形信号。
[0017]根据本专利技术第一方面的一些实施例，根据心跳波形信号，得到心跳频率信号，包括：
[0018]对心跳波形信号进行运动片段消除，得到有效心跳信号；
[0019]对有效心跳信号进行谱估计，得到心跳频率信号。
[0020]根据本专利技术第一方面的一些实施例，通过毫米波雷达对人体进行检测，以获得从人体反射回来的原始波形信号，包括：
[0021]通过毫米波雷达同时向人体的胸部区域和腹部区域发送检测信号，以获得从人体反射回来的胸部波形信号和腹部波形信号，其中，原始波形信号包括胸部波形信号和腹部波形信号。
[0022]根据本专利技术第一方面的一些实施例，通过预设的胸腹式分类模型对原始波形信号进行分类，得到预测呼吸类型，包括：
[0023]对胸部波形信号和腹部波形信号进行特征提取，得到胸部特征、腹部特征；
[0024]将胸部特征和腹部特征之间的差异作为胸腹式模型的输入，得到预测呼吸类型。
[0025]根据本专利技术第一方面的一些实施例，胸部特征包括胸部幅度特征和胸部频率特征，腹部特征包括腹部幅度特征和腹部频率特征。
[0026]根据本专利技术第一方面的一些实施例，胸部特征和腹部特征之间的差异包括胸部幅度特征与腹部幅度特征之差、以及胸部频率特征与腹部频率特征之差。
[0027]根据本专利技术第一方面的一些实施例，胸腹式分类模型包括KNN算法和SVM算法。
[0028]本专利技术第二方面实施例提供一种电子设备，包括：
[0029]存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现第一方面任意一项的胸腹式呼吸判断方法。
[0030]由于第二方面实施例的电子设备应用第一方面任意一项的胸腹式呼吸判断方法，因此具有本专利技术第一方面的所有有益效果。
[0031]根据本专利技术第三方面实施例提供的一种计算机存储介质，存储有计算机可执行指令，计算机可执行指令用于执行第一方面任意一项的胸腹式呼吸判断方法。
[0032]由于第三方面实施例的计算机存储介质可执行第一方面任意一项的胸腹式呼吸判断方法，因此具有本专利技术第一方面的所有有益效果。
[0033]本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
附图说明
[0034]本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0035]图1是本专利技术实施例的胸腹式呼吸判断方法的主要步骤图；
[0036]图2是图1中S200的具体步骤示意图；
[0037]图3是图1中S400的具体步骤示意图；
[0038]图4是图1中S100的具体步骤示意图；
[0039]图5是图1中S500的具体步骤示意图；
[0040]图6是线性调频脉冲的信号示意图；
[0041]图7是FMCW雷达的结构框图；
[0042]图8是FMCW雷达发射天线的发射信号示意图；
[0043]图9是图8中其中一个线性调频脉冲信号示意图；
[0044]图10是FMCW雷达发射天线和接收天线接分别发射和接收到的信号示意图；
[0045]图11是图10的中频抑制信号示意图；
[0046]图12是FMCW雷达的天线结构示意图；
[0047]图13是图1中步骤S200～S300的步骤流程示意图；
[0048]图14是胸式呼吸波形图；
[0049]图15是腹式呼吸波形图。
具体实施方式
[0050]本专利技术的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属
技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本专利技术中的具体含义。在本专利技术的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0051]心跳呼吸是生命体征信息的一种，能够反映人体的健康状况，心跳呼吸的判断往往是基于医生或相关人员的经验进行的，通过人工对心跳呼吸进行判断，判断人员容易因疲劳、心情等个人因素给判断结果带来误差，心跳呼吸的人工判断结果存在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.胸腹式呼吸判断方法，其特征在于，包括：通过毫米波雷达对人体进行检测，以获得从人体反射回来的原始波形信号；对所述原始波形信号分离得到呼吸波形信号和心跳波形信号；对所述呼吸波形信号进行谱估计，得到呼吸频率信号；根据所述心跳波形信号，得到心跳频率信号；通过预设的胸腹式分类模型对所述原始波形信号进行分类，得到预测呼吸类型；将所述呼吸频率信号、所述心跳频率信号和所述预测呼吸类型作为预测结果输出。2.根据权利要求1所述的胸腹式呼吸判断方法，其特征在于，所述对所述原始波形信号分离得到呼吸波形信号和心跳波形信号，包括：对所述原始波形信号依次进行距离维快速傅里叶变换，得到人体的距离范围；通过相位处理计算所述距离范围并进行相位解缠绕得到相位信号；对所述相位信号计算进行差分并对差分后的所述相位信号通过滤波器分离得到呼吸波形信号和心跳波形信号。3.根据权利要求2所述的胸腹式呼吸判断方法，其特征在于，所述根据所述心跳波形信号，得到心跳频率信号，包括：对所述心跳波形信号进行运动片段消除，得到有效心跳信号；对所述有效心跳信号进行谱估计，得到心跳频率信号。4.根据权利要求1所述的胸腹式呼吸判断方法，其特征在于，所述通过毫米波雷达对人体进行检测，以获得从人体反射回来的原始波形信号，包括：通过毫米波雷达同时向人体的胸部区域和腹部区域发送检测信号，以获得从所述人体反射回来的...

【专利技术属性】
技术研发人员：麦超云，王占，谢敬天，吴易博，张洪燚，王倩文，刘子明，黄传好，区炜聪，林杰涛，
申请(专利权)人：北京航空航天大学杭州创新研究院，
类型：发明
国别省市：