[发明专利]基于tof摄像头的心率检测装置及方法

权利要求书

1.基于tof摄像头的心率检测装置，其特征在于，包括：

信号采集模块，用于采集待检测的人体信息并根据所述人体信息获取因人体距离产生的距离变化数据，所述距离变化数据构成原始信号；

信号处理模块，用于采用小波转换法根据所述原始信号分离并重构心跳信号以确定人体的心跳值；

指标提醒模块，用于显示心跳值与预设比较值的比较结果及根据比较结果进行报警。

2.根据权利要求1所述的基于tof摄像头的心率检测装置，其特征在于，所述信号采集模块包括至少一个tof摄像头。

3.根据权利要求1所述的基于tof摄像头的心率检测装置，其特征在于，所述指标提醒模块包括显示屏及扬声器。

4.根据权利要求1所述的基于tof摄像头的心率检测装置，其特征在于，所述信号处理模块包括：

信号处理单元：用于根据原始信号获取人体距离随时间变化的曲线；

体征信号检测单元：用于采用小波转换法对所述曲线进行分解，分离出心跳信号。

5.基于tof摄像头的心率检测方法，其特征在于，包括：

步骤1、采集待检测的人体信息并根据所述人体信息获取因人体距离产生的距离变化数据，所述距离变化数据构成原始信号；

步骤2、采用小波转换法根据所述原始信号分离并重构心跳信号以确定人体的心跳值；

步骤3、心跳值与预设比较值相比较。

6.根据权利要求5所述的基于tof摄像头的心率检测方法，其特征在于，所述步骤1包括：

步骤11、以帧为单位对采集到的目标信息进行数据处理以获取距离序列；

步骤12、获取多帧目标信息所产生的距离序列变化数据构成原始信号。

7.根据权利要求5所述的基于tof摄像头的心率检测方法，其特征在于，所述步骤2包括：

步骤21、根据进行信号分解；

步骤22、根据进行信号重构；

步骤23、根据重构后的信号周期获取心跳值；

其中，为尺度函数，ψ(t)为小波函数，h(k)和g(k)分别表示分解过程中的低通滤波器和高通滤波器，φ(t)表示信号分解的过程，逆向可以用来进行信号重构，l表示分解的层数,k为平移变量，t为时间。

8.根据权利要求7所述的基于tof摄像头的心率检测方法，其特征在于，所述分解时将原始信号进行6层分解并选取第六层的第6-12个节点重构得到心率信号HR(t)。

9.根据权利要求8所述的基于tof摄像头的心率检测方法，其特征在于，所述步骤22与步骤23间还包括：步骤221、对重构后的心跳信号进行优化，包括：

步骤2211、将得到的心跳信号HR(t)沿着时间轴移动一段间隔td得到平移后的心率信号HR(t+td)；

步骤2212、利用自相关算法计算平移前后心率波形的自相关系数：其中，σ²表示归一化因子，μ为总体均值，E为期望值；

步骤2213、通过调整平移时间间隔td得到多个自相关系数直到时间间隔覆盖整个时间轴；

步骤2214、根据自相关系数获取心率周期并求取心跳值：当自相关系数最大时信号平移间隔和心率周期吻合。