[发明专利]一种基于线性调频的脉搏测谎方法与装置

权利要求书

1.一种基于线性调频的脉搏测谎方法，其特征在于，所述的脉搏测谎方法包括以下步骤：

S1、信号预处理：采用非阵列探头发射线性调频的连续信号，并通过幅度加权探头的脉冲响应，最后使用Lanczos窗函数作为幅度削减函数降低脉压后的旁瓣；

S2、脉冲压缩：对接收到的反射回波做脉冲压缩处理，以获得峰值功率较高的窄脉冲；并通过加Hanmming窗，降低脉冲压缩后的旁瓣；

S3、分层反演：通过分析脉冲压缩后各反射回波的时延信息，反演出各反射层的反射系数，并对比已有组织的反射系数，定位到脉搏的位置信息，获得脉搏的深度、频率、幅度和组织状态，进而得到多维度的测谎参考信息。

2.根据权利要求1所述的一种基于线性调频的脉搏测谎方法，其特征在于，所述的步骤S1中信号预处理的过程如下：

S1.1、确定信号形式，根据原始信号为线性调频信号，由用户的输入得到输入信号如下：

其中f₀是信号的中心频率，K是信号带宽，T是信号的时间宽度，A是信号的幅度；

S1.2、幅度加权，对线性调频作幅度加权的预处理：

x_pre(t)＝M_prob(t)M_decr(t)x(t),0≤t≤T

其中，M_prob(t)是基于探头的幅度加权函数；

由于超声探头的脉冲响应可近似为高斯包络的余弦波：

其中，Δf_u是探头的带宽，f′₀是探头的中心频率，μ是一个常量；因此幅度加权函数可表示为高斯函数的倒数：

其中，D是加权系数，表示幅度加权的程度；

M_decr(t)是Lanczos窗函数，表达式如下：

其中，m为幅度削减长度。

3.根据权利要求1所述的一种基于线性调频的脉搏测谎方法，其特征在于，所述的步骤S2中脉冲压缩的过程如下：

S2.1、根据输出信噪比最大化的准则，得到匹配滤波器的表达式如下：

h_match(t)＝kx^*(t₀-t)

其中，k为任意常数，x^*为线性调频信号的共轭，t₀为预期偏移量；

S2.2、在匹配滤波器的基础上加Hanmming窗，得失配滤波器的表达式如下：

h_mismatch(t)＝w(t)h_match(t)

其中，Hanmming窗w(n)的定义为：

其中β＝0.46，N为Hanmming窗的总长度；

S2.3、接收探头收到的反射回波经过失配滤波器进行脉冲压缩后，获得峰值功率较高的窄脉冲：

y(t)＝conv(r(t),F^-1(X^*(f)H_mismatch(f)))

其中，r(t)为反射回波，F^-1为逆傅里叶变换，X^*(f)为线性调频信号经过傅里叶变换后的共轭，H_mismatch(f)为失配滤波器的系统函数，conv(*)为卷积运算。