[发明专利]一种基于不可听声音调频连续波的呼吸监测方法

权利要求书

1.一种基于不可听声音调频连续波的呼吸监测方法，其特征在于，包括：

1)、在人体监测范围内发射经调制的发射信号，使得发射信号能够通过胸腔反射；

2)、接收经过反射后的接收信号，并且对接收信号和发射进行预处理，得到消除噪音后的接收信号和发射信号；

3)、将预处理后的接收信号与发射信号进行混合处理，得到差频信号；

4)、对差频信号进行信号处理，从差频信号的变化中提取呼吸信号，进行人体呼吸监测；

所述步骤4)对差频信号进行信号处理，从差频信号的变化中提取呼吸信号，具体包括：

4.1、计算基于差频信号的PSD信号：

P＝k|S(f)|²，

其中，

公式中，S(f)为差频信号，k为是实值的标量，其中fs为采样频率，w(i)为窗口函数，L为实现短时傅里叶变换时设置的窗口数量；

4.2、对PSD信号进行除噪处理，通过自适应的信号规整算法，消除由于差频信号自身干扰导致的PSD信号的噪音；

4.3、对除噪处理后的PSD信号进行分割，然后，输入到慢特征分析算法中，从环境背景中提取呼吸信号；

4.4、利用峰值监测算法检测呼吸信号中呼吸波形的峰值个数，计算呼吸速率，实现人体呼吸监测；

所述利用峰值监测算法检测呼吸信号中呼吸波形的峰值个数，计算呼吸速率，具体包括：

4.4.1、设置滑动窗口长度wn、后窗口长度wnb、以及呼吸信号序列B(t)，

4.4.2、计算滑动窗口的最大值为P，后窗口的最大值为S；

4.4.3、判断两个窗口中是否出现异常值，若出现异常值，则消除异常值，若无异常值，则继续；

4.4.4、如果P的峰值小于S的峰值且两点之间的间距小于一个呼吸间隔，则认为S是一个呼吸波峰，如果两点之间的间距大于一个呼吸间隔，则认为P为一个呼吸波峰，则S视为P，进行4.4.3步骤；如果P的峰值大于S，则窗口向后移动，继续进行4.4.3步骤；

4.4.5、进行二次扫描，将不在阈值区间[thr1,thr2]的波峰值删除；其中，thr₁＝μ_result-σ_result，thr₂＝μ_result+σ_result，μ_result为result均值，δ_result为result标准差；

4.4.6、得到呼吸信号中的准确的峰值数量n。

2.根据权利要求1所述的基于不可听声音调频连续波的呼吸监测方法，其特征在于，所述发射信号为18kHZ-20kHZ的高频chirp信号。

3.根据权利要求1所述的基于不可听声音调频连续波的呼吸监测方法，其特征在于，所述步骤2)对接收信号和发射进行预处理，得到消除噪音后的接收信号和发射信号，具体包括：

2.1、对所述接收信号进行短时傅里叶变换，得到接收信号的时频序列；

2.2、遍历整个时频序列，直至找到序列中第一个频率不等于0的点，记为锚点；

2.3、遍历结束，得到预处理后的接收信号；

2.4、对发射信号预处理，通过短时傅里叶变换，得到发射信号的时频序列；遍历整个时频序列，直至找到序列中第一个频率不等于0的点，记为锚点；

2.5、遍历结束，得到预处理后的发射信号。