[发明专利]一种基于深度相机和毫米波雷达的心率检测方法

权利要求书

1.一种基于深度相机和毫米波雷达的心率检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

由深度相机获得人体的原始深度图像，并基于所述原始深度图像进行分割处理，得到人体的胸腔区域；

计算所述原始深度图像上处在所述胸腔区域内的像素值的平均值，以得到胸腔区域距离值；

雷达根据所述胸腔区域距离值确定生理信号距离范围，并获取所述生理信号距离范围内的胸腔振动信号，由所述胸腔振动信号分离得到心率信号和呼吸信号，获得心跳频率和呼吸频率，分别输出所述心跳频率与时间、所述呼吸频率与时间的关系。

2.如权利要求1所述的基于深度相机和毫米波雷达的心率检测方法，其特征在于，所述分割处理包括：

对所述原始深度图像依次进行掩膜分割、连通域分析，确定出人体区域；

剔除掉所述人体区域的手臂部分、并在保留部分中确定出上半身区域；

在所述上半身区域中确定出所述胸腔区域。

3.如权利要求2所述的基于深度相机和毫米波雷达的心率检测方法，其特征在于，所述连通域分析包括：基于所述掩膜分割后的图像，找到并标记出图像中的各个连通域，各个所述连通域中面积最大的为所述人体区域。

4.如权利要求2所述的基于深度相机和毫米波雷达的心率检测方法，其特征在于，由所述人体区域得到头部宽度，与所述头部宽度的中心之间的水平距离等于所述头部宽度的1-1.2倍的两条竖直线为切割线，所述人体区域中位于所述切割线远离所述头部宽度的中心的一侧的部分为所述手臂部分。

5.如权利要求4所述的基于深度相机和毫米波雷达的心率检测方法，其特征在于，用矩形框框出所述人体区域，所述人体区域的最大宽度和最大高度分别作为所述矩形框的长和宽，在与所述矩形框的上边缘距离为9-11个像素的高度范围内，选取最大的连通域作为头宽代表域，所述头宽代表域的最大长度为所述头部宽度。

6.如权利要求4所述的基于深度相机和毫米波雷达的心率检测方法，其特征在于，所述胸腔区域的宽度等于所述头部宽度的1.8-2.2倍，所述胸腔区域的高度等于所述上半身区域的高度的0.3-0.6倍。

7.如权利要求6所述的基于深度相机和毫米波雷达的心率检测方法，其特征在于，由上至下逐行遍历所述保留部分中每一行像素的平均值，再计算当前行与前一行的所述平均值的差值，所述差值中的最大值对应的所述当前行所在的直线为分割线，所述上半身区域位于所述分割线的下方。

8.如权利要求3所述的基于深度相机和毫米波雷达的心率检测方法，其特征在于，在所述掩膜分割和所述连通域分析之间还包括数据增强处理，以得到增强深度图像，所述连通域分析基于所述增强深度图像；所述数据增强处理包括对经过所述掩膜分割的图像进行中值滤波、闭运算和二值化。

9.如权利要求1所述的基于深度相机和毫米波雷达的心率检测方法，其特征在于，在所述雷达确定所述生理信号距离范围之前还包括：所述雷达获取ADC数据，对所述ADC数据执行傅里叶变换得到距离曲线。

10.如权利要求1所述的基于深度相机和毫米波雷达的心率检测方法，其特征在于，所述获取所述生理信号距离范围内的胸腔振动信号之后还通过相位解缠绕、相位差计算来增强生理信号并消除相位漂移，通过带通滤波器计算来分离所述心率信号和所述呼吸信号。