[发明专利]一种基于微波感知的心率监测方法

权利要求书

1.一种基于微波感知的心率监测方法，具体包括以下步骤：

步骤1、提取胸壁起伏运动的位移时间序列；

步骤2、对所述胸壁起伏运动的位移时间序列进行平滑滤波预处理，然后进行一阶和二阶微分运算，得到一阶和二阶微分时间序列；

步骤3、采用带通滤波器对所述一阶和二阶微分时间序列进行带通滤波处理，得到滤波后的一阶和二阶微分时间序列；

步骤4、从所述滤波后的一阶和二阶微分时间序列中筛选出最佳微分时间序列；

步骤4中，筛选所述最佳微分时间序列的方法步骤包括：

4.1、对所述带通滤波后的二阶微分时间序列x″(i)做傅里叶变换，得到其幅频谱；

4.2、对所述幅频谱，取步骤3中所述带通滤波器通带频段范围的幅频段，并提取所述幅频段的最大值与平均值；

4.3、所述幅频段的最大值与平均值的比值，如果所述比值大于阈值，则选择所述滤波后的二阶微分时间序作为所述最佳微分时间序列，否则，则选择所述滤波后的一阶微分时间序列为所述最佳微分时间序列；

步骤5、对所述最佳微分时间序列进行自相关运算，得到自相关函数序列；

步骤6、对所述自相关函数序列进行极大值搜索，提取极大值点中的极大值取最大所对应的索引m，得到心跳频率f_h。

2.如权利要求1所述的基于微波感知的心率监测方法，其特征在于，步骤1中，所述位移时间序列是胸壁起伏运动位移x(t)的离散时间序列，x(t)通过以下公式求取：

其中，t为时间；λ为载波波长；θ(t)为基带信号在t时刻的相位；

位移时间序列x(i)为t＝iΔt时刻x(t)的离散数值，Δt为采样间隔时间。

3.如权利要求1所述的基于微波感知的心率监测方法，其特征在于，步骤2中，一阶微分时间序列x′(i)和所述二阶微分时间序列x″(i)，其第i个元素x′(i)和x″(i)具体分别满足如下公式：

其中，x′(i)为所述一阶微分时间序列中的第i个元素；x″(i)为所述二阶微分时间序列中的第i个元素；x(i)为所述位移时间序列中第i个元素；Δt为采样间隔时间。

4.如权利要求1所述的基于微波感知的心率监测方法，其特征在于，步骤3中，所述带通滤波器的频段范围为0.8-6Hz。

5.如权利要求1所述的基于微波感知的心率监测方法，其特征在于，所述阈值为6。

6.如权利要求1所述的基于微波感知的心率监测方法，其特征在于，步骤5中，对所述最佳微分时间序列进行滑动窗处理，对每个滑动窗的微分时间序列都进行自相关运算。

7.如权利要求1所述的基于微波感知的心率监测方法，其特征在于，步骤6中所述心跳频率f_h的计算方法满足如下公式：

其中，f_h为所述心跳频率；m为所述索引；Δt为采样间隔时间。