1.一種利用智能手機(jī)檢測人體呼吸頻率的方法,所述方法基于傅里葉變換,通過智能手機(jī)采集聲音信號(hào)來感應(yīng)人體的呼吸動(dòng)作,再通過音頻數(shù)據(jù)處理和呼吸頻率計(jì)算得到人體的呼吸頻率,包括如下步驟:
1)通過智能手機(jī)采集聲音信號(hào),用于感應(yīng)人體的呼吸動(dòng)作;所述聲音信號(hào)包括呼吸氣流震蕩產(chǎn)生的聲音信號(hào);
2)通過基于傅里葉變換的音頻數(shù)據(jù)處理方法,對采集到的聲音信號(hào)從時(shí)域信號(hào)轉(zhuǎn)換為頻域信號(hào),并識(shí)別出一次完整的呼吸動(dòng)作,包括:
2.1)在目標(biāo)頻域中找出最能代表呼吸分量的頻域特征的頻點(diǎn)組合,識(shí)別采集到的聲音信號(hào)中是否存在呼吸分量;
2.2)通過上述頻點(diǎn)組合設(shè)定頻域信號(hào)的上限閾值和下限閾值,識(shí)別出一次完整的呼吸動(dòng)作;
3)對完整的呼吸動(dòng)作進(jìn)行計(jì)數(shù),得到完整的呼吸動(dòng)作的次數(shù),作為當(dāng)前的呼吸次數(shù);
4)通過呼吸頻率計(jì)算方法,根據(jù)當(dāng)前的呼吸次數(shù)和一段時(shí)間以前的呼吸次數(shù),計(jì)算得到用戶的呼吸頻率。
2.如權(quán)利要求1所述利用智能手機(jī)檢測人體呼吸頻率的方法,其特征是,步驟1)通過智能手機(jī)自帶的麥克風(fēng),或者插在智能手機(jī)3.5mm音頻接口的耳機(jī)的麥克風(fēng),采集呼吸氣流震蕩產(chǎn)生的聲音信號(hào),從而完成對人體呼吸動(dòng)作的感知。
3.如權(quán)利要求1所述利用智能手機(jī)檢測人體呼吸頻率的方法,其特征是,步驟2.1)通過快速傅里葉變換FFT方法將采集到的聲音信號(hào)從時(shí)域轉(zhuǎn)換為頻域,得到聲音信號(hào)的頻域序列;通過多次采集聲音信號(hào)樣本、轉(zhuǎn)換和分析聲音信號(hào)的頻域特性,找出代表呼吸頻率分量的頻譜范圍;在呼吸分量的頻域范圍內(nèi),確定目標(biāo)頻域;在目標(biāo)頻域中找出最能代表呼吸分量的頻域特征的頻點(diǎn)組合;從而識(shí)別采集到的聲音信號(hào)中是否存在呼吸分量。
4.如權(quán)利要求1所述利用智能手機(jī)檢測人體呼吸頻率的方法,其特征是,步驟2.2)設(shè)定上限閾值和下限閾值,具體是基于識(shí)別呼吸分量的頻點(diǎn)組合來設(shè)定的,上限閾值為該組頻點(diǎn)組合的平均能量峰值的80%;下限閾值為該組頻點(diǎn)組合的平均能量峰值的20%。
5.如權(quán)利要求1所述利用智能手機(jī)檢測人體呼吸頻率的方法,其特征是,步驟2.2)中識(shí)別出一次完整的呼吸動(dòng)作,具體是:檢查目標(biāo)頻域數(shù)據(jù)中的頻點(diǎn)的能量值,如果呼吸未開 始,而且目標(biāo)頻域中的頻點(diǎn)能量值有大于設(shè)定的上限閾值的,則判斷為呼吸已開始,設(shè)為呼吸開始狀態(tài);如果呼吸已開始,而且目標(biāo)頻域中的頻點(diǎn)能量值全部小于設(shè)定的下限閾值,則判斷呼吸已結(jié)束,設(shè)為呼吸結(jié)束狀態(tài);如果連續(xù)經(jīng)歷了呼吸開始狀態(tài)和呼吸結(jié)束狀態(tài),則記錄為一次完整的呼吸。
6.如權(quán)利要求1所述利用智能手機(jī)檢測人體呼吸頻率的方法,其特征是,步驟4)中,呼吸頻率計(jì)算方法具體包括如下步驟:
4.1)通過一個(gè)累加器,把每次檢測到的完整呼吸動(dòng)作記錄下來,進(jìn)行呼吸次數(shù)的累加;
4.2)通過一個(gè)長度設(shè)為L的隊(duì)列緩存當(dāng)前的呼吸次數(shù),從隊(duì)尾進(jìn)入隊(duì)列,此時(shí)隊(duì)首是在一段時(shí)間之前的呼吸次數(shù);
4.3)通過一個(gè)計(jì)時(shí)器,以秒為單位進(jìn)行出隊(duì)入隊(duì)的操作,每次入隊(duì)的同時(shí),進(jìn)行出隊(duì);
4.4)計(jì)算隊(duì)首元素和隊(duì)尾元素的差值,就是L秒內(nèi)的呼吸次數(shù),從而得到L秒時(shí)間內(nèi)的平均的呼吸頻率。