基于AS-SAR的人体生命体征变化检测与增强成像方法技术

技术编号：40960170 阅读：2 留言：0更新日期：2024-04-18 20:38

本发明专利技术提供了一种基于AS‑SAR的人体生命体征变化检测与增强成像方法，包括：步骤1，预处理；步骤2，子孔径划分；步骤3，基于子孔径图像序列的变化检测；步骤4，相干差分变化检测；步骤5，生命体征信号增强成像。本发明专利技术提出了基于子孔径图像序列和两次测量相干差分的变化检测方法、生命体征增强成像等一系列方法，以提高生命体征的SCNR。实验结果表明，将这些方法结合起来，可以将生命体征信号的SCNR提高15dB以上。经上述方法处理，为后续的判别和定位处理提供了高SCNR的图像。本发明专利技术首次将AS‑SAR应用到人体生命体征变化检测与增强成像中，可用于战场、灾后搜救和重点区域周边警戒。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于生命成像，涉及人体生命体征，具体涉及一种基于as-sar的人体生命体征变化检测与增强成像方法。

技术介绍

1、基于雷达的生命体征信号成像技术可以非接触地检测、定位和识别人类目标的生命体征，同时对人类身体安全辐射。基于这项技术，可以估计人类的姿势、数量、状态和位置。这些能力使雷达技术在战场伤员探测、重要军事和民用设施周围的监测、非接触式医疗测量和保健、灾后救援和智能家居中至关重要。

2、美国开发了一种名为雷达手电筒的手持式生命信号探测雷达，它可以穿透树叶等障碍物，探测生命体征信号的存在与否。该设备采用连续波系统，抗干扰和定位能力较弱。随着技术的发展，高距离分辨率的超宽带雷达应运而生。时域公司开发了士兵视觉1000和士兵视觉2000生命检测系统，可以在穿透条件下感知人体生命体征的距离和角度信息。

3、sj-3000雷达可以通过2米的砖和混凝土结构碎片检测生命体征。上述雷达系统使用单输入单输出(siso)信道，在该信道中只能获得来自单个视角的人体距离轮廓图像。该体制智能获取生命体征信号与雷达之间的距离信息。生命体征的空间信息被投影到距离维度上，存在信息的混叠问题从而导致多个人体目标之间更容易存在相互干扰，这些挑战限制了siso雷达在生命探测中的应用。

4、近年来，研究人员尝试采用多输入多输出(mimo)雷达技术来获得生命体征的二维成像。mimo系统能够在一个快照中同时获取目标来自多个视角的信息，并获得图像序列来描述场景的变化。camero公司的xaver 400雷达可以进行距离分辨率为

5、然而，由于mimo系统中的物理尺寸有限，等效方位角采样相对稀疏。与mimo相比，合成孔径雷达成像可以获得高方位分辨率和高信杂比。中国南京理工大学通过轨道sar系统探测到室内场景中人类目标的生命微动。他们还设计了一个双工雷达系统，通过轨道调频连续波(fmcw)sar模式获得整个区域的图像，并通过连续波(cw)模式检测人体生命体征信号。yu r.设计了一种无人机载sar系统，用于测量地面上的生命体征信号，该系统虽然飞行高度只有2米，但验证了基于无人机sar的生命体征检测的基本原理。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于，提供一种基于as-sar的人体生命体征变化检测与增强成像方法，解决现有技术中的方法中的scnr有待进一步提升的技术问题。

2、为了解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案予以实现：

3、一种基于as-sar的人体生命体征变化检测与增强成像方法，该方法包括以下步骤：

4、步骤1，预处理；

5、步骤2，子孔径划分；

6、步骤3，基于子孔径图像序列的变化检测；

7、步骤4，相干差分变化检测；

8、步骤5，生命体征信号增强成像。

9、本专利技术与现有技术相比，具有如下技术效果：

10、(ⅰ)本专利技术提出了基于子孔径图像序列和两次测量相干差分的变化检测方法、生命体征增强成像等一系列方法，以提高生命体征的scnr。实验结果表明，将这些方法结合起来，可以将生命体征信号的scnr提高15db以上。经上述方法处理，为后续的判别和定位处理提供了高scnr的图像。

11、(ⅱ)本专利技术使用as-sar雷达通过变化检测和增强成像提升生命体征信号的信杂噪比。与传统的生命体征信号检测方法不同，as-sar的天线在采集检测场景的数据时是运动的，as-sar天线的运动和生命体征信号的微动是耦合在一起的，常规的sar成像方法将造成图像散焦，进而降低生命体征信号的scnr。通常，用于抑制杂波的背景去除方法不能直接用于as-sar应用中。在bp的图像中，生命体征信号微弱，以至于它们被混乱所掩盖。因此很难检测到生命体征信号。

12、(ⅲ)本专利技术首次将as-sar应用到人体生命体征变化检测与增强成像中，开发了一种新的as-sar应用模式，可用于战场、灾后搜救和重点区域周边警戒。

13、(ⅳ)本专利技术可应用于生理参数估计、移动人体目标的跟踪、生命体的远程检测和复杂环境中的生命体征检测。

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【技术保护点】

1.一种基于AS-SAR的人体生命体征变化检测与增强成像方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的基于AS-SAR的人体生命体征变化检测与增强成像方法，其特征在于，步骤1中，如公式5所示，所述的去斜处理通过雷达回波和参考信号的混频完成；

3.如权利要求1所述的基于AS-SAR的人体生命体征变化检测与增强成像方法，其特征在于，步骤1中，所述的相干校准的过程为：通过沿快时间域傅立叶变换对SM(t,τ)进行脉冲压缩；在目标对应延迟时间处表现出时域尖峰。

【技术特征摘要】

1.一种基于as-sar的人体生命体征变化检测与增强成像方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的基于as-sar的人体生命体征变化检测与增强成像方法，其特征在于，步骤1中，如公式5所示，所述的去斜处理通过雷达回波和...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁福来，郭天娇，刘澜涛，吕昊，张杨，王蕊，王健琪，
申请(专利权)人：中国人民解放军空军军医大学，
类型：发明
国别省市：

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