[发明专利]一种基于分段分类增强处理的生命信号增强方法

权利要求书

1.一种基于分段分类增强处理的生命信号增强方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、应用一收一发式超宽带雷达采集回波数据，快时间采样M点，慢时间取N个帧道数据，得到M×N的信号矩阵R，将其作为雷达原始数据；

S2、对原始数据R进行背景杂波去除处理，得到预处理后的信号；

S3、模拟仿真同样场景，仿真某一设定距离的目标信号，得到回波数据，进行与步骤S2相同的预处理过程，取其部分数据作为数据的配准块，通过模拟仿真得到理想中目标信号的回波矩阵，选取目标一个周期内的生命运动信号矩阵作为配准块，记为矩阵R₁；

S4、使用滑动窗搜索来对步骤S2得到的信号矩阵进行分段分类，通过与配准块之间匹配，对不同类别的区域进行不同的去噪及增强过程，利用滑动窗口遍历步骤S2得到的信号矩阵，计算每一个滑动窗口矩阵与步骤S3得到的矩阵R₁之间的绝对差值，根据绝对差值的范围设置两个基础阈值，第一个阈值τ₁为绝对差值的界限，用来判断是否可能与配准块之间匹配，第二个阈值τ₂为绝对差值符合配准的限定个数，用来判断探测该距离处是否可能配准；

S5、建立多帧加权模板对步骤S4得到的信号矩阵进行多帧加权滤波处理；

S6、对步骤S5得到的信号矩阵分段进行归一化得到最终增强后的信号矩阵。

2.根据权利要求1所述的基于分段分类增强处理的生命信号增强方法，其特征在于，步骤S2中，对原始信号矩阵R在慢时间累积回波数据并计算平均值得到估计的背景回波，然后将其从原始回波矩阵R中减去，得到去除背景后的信号矩阵。

3.根据权利要求1所述的基于分段分类增强处理的生命信号增强方法，其特征在于，步骤S4中，在同一段距离区域内，统计在慢时间方向滑动时该距离点处绝对差值小于预先设定的阈值τ₁的个数，若该个数小于预先设定的阈值τ₂，该距离处存在目标的概率极小，将该部分区域记为类别1；否则该位置可能存在目标，将该区域记为类别2，通过与配准块之间匹配，对不同类别的区域进行不同的去噪、增强方法。

4.根据权利要求3所述的基于分段分类增强处理的生命信号增强方法，其特征在于，对类别1区域的矩阵进行高斯平滑处理，对该类信号矩阵进行去噪，高斯滤波模板选用5×5大小；对类别2区域的矩阵先用自动增益控制法进行增强，再对其进行高斯平滑滤波。

5.根据权利要求1所述的基于分段分类增强处理的生命信号增强方法，其特征在于，步骤S5中，在慢时间方向，利用相邻帧的信息，采用多帧加权滤波法进行修正，对当前帧数据，同时利用其前一帧及后一帧的数据，计算得到当前帧修正后的数据。

6.根据权利要求5所述的基于分段分类增强处理的生命信号增强方法，其特征在于，当前帧修正后的数据计算如下：

其中，R(n)为当前帧数据，R(n-1)为前一帧数据，R(n+1)为后一帧数据。

7.根据权利要求1所述的基于分段分类增强处理的生命信号增强方法，其特征在于，步骤S6中，依次对步骤S5的每一帧数据进行处理，在快时间上取最大回波值对回波数据进行归一化，然后在最大值对应的时刻之后的所有时刻上取最大回波值，再对后续时刻的数据进行归一化，以此类推，最后得到增强后的信号矩阵。