[发明专利]信号处理方法及装置

说明书

本发明公开了一种信号处理方法及装置。其中，该方法包括：对雷达回波信号进行处理，得到胸腔运动信号，其中，雷达回波信号为目标对象反射雷达发射的电磁波生成的回波信号；利用滤波器对胸腔运动信号进行滤波，得到呼吸信号和心跳信号，其中，呼吸信号对应滤波器的呼吸带通频率，心跳信号对应滤波器的心跳带通频率；对呼吸信号进行联合时频域处理，得到呼吸信号对应的呼吸频率，以及对心跳信号进行联合时频域处理及数据统计分析，得到心跳信号对应的心跳频率。本发明解决了相关技术中的雷达检测心跳和呼吸的方法，在分析时仅依赖雷达信号的时域特性或频域特性，导致检测的准确率较低的技术问题。

技术领域

本发明涉及雷达识别领域，具体而言，涉及一种信号处理方法及装置。

背景技术

雷达发射电磁波到目标表面并接收回波，目标与雷达之间的距离会体现在回波的延时上。按照发射信号种类可以分为脉冲雷达和连续波雷达两大类，常规脉冲雷达发射周期性的高频脉冲，连续波雷达发射的是连续波信号。连续波雷达发射调频连续波信号即可实现测距又可实现测速。调频连续波雷达在扫频周期内发射频率变化的连续波，被物体发射后的回波与发射信号有一定的频率差，通过测量频率差可以获得目标与雷达之间的距离信息。

目前绝大多数用于检测呼吸心跳的设备均为可穿戴带设备，需要仪器与人体的胸腔或者脉搏直接接触，这对于人体的舒适度有很严重的影响，会影响到人体的作息质量。因此，能够准确的研发出非接触式的呼吸心跳检测设备就尤为关键。

人体在呼吸过程中，胸腔会随着呼吸的过程而产生相应的起伏，在心脏跳动过程中，心脏的跳动同样会带动胸腔产生相应的震动，虽然心跳导致的胸腔震动很微弱。因此，能够精确地检测出胸腔的起伏过程，对于呼吸心跳的检测十分关键。在检测到胸腔的起伏过程后，能够准确从胸腔的运动中提取到呼吸和心跳的运动尤为重要。

相关技术利用多普勒雷达来检测人体的呼吸心跳频率。该方法利用呼吸信号和心跳信号在时域中的波峰数量在估计呼吸和心跳的频率。该方法的主要缺点在于呼吸和心跳的频率检测完全取决于时域峰值检测结果，检测结果容易受到噪声的干扰，对信号的质量有较高的要求，从而对设备有较高的要求，成本高，同时，通过时域判别的频率结果不够精细。

相关技术还可以利用可见光遥感系统实现人体的呼吸心跳频率检测。该方法利用可见光照射人体胸腔，采集胸腔的起伏过程，通过带通滤波器分别在频域判断呼吸和心跳频率。该方法的主要缺点在于心跳的频率判别只在频域进行，容易受到噪声和杂波的影响，影响检测的准确率。

相关技术基于雷达回波强噪声背景下心跳信号的提取，具体的，雷达回波以数据帧的形式传输到数据预处理端；对雷达回波原始序列进行预处理，滤除静止目标的回波，得到人体目标所在距离单元的回波信号；基于加速度针对人体随机运动进行判定，用于减小后期体征信号参数估计的误差；进行体征信号分离，采用自适应小波尺度选择算法，用于实现生命体征呼吸信号和心跳信号的有效分离；对呼吸信号和心跳信号进行时域寻峰和降采样处理，最终得到呼吸频率和心跳频率。该方法仅仅是对数据的时域进行分析，并没有考虑其频域特性。对于信号频率估计而言，影响其精确度的一个重要因素就是容易受到噪声的影响，因此，有效地规避噪声对信号波形的影响有很重要的作用。噪声对于信号波形的影响中，作为明显的特征就是会使得信号出现额外的波峰波谷(即毛刺现象)。在该方法中，通过计算相邻波峰之间的时间差来得到具体的呼吸心跳频率，这种方法很容易因为噪声的存在而影响最终结果的准确性。

针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明实施例提供了一种信号处理方法及装置，以至少解决相关技术中的雷达检测心跳和呼吸的方法，在分析时仅依赖雷达信号的时域特性或频域特性，导致检测的准确率较低的技术问题。