基于伽柏變換的呼吸與心跳信號的提取分析方法和裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種基于伽柏變換的呼吸與心跳信號的提取分析方法和裝置，其中所述方法包括：S1：對所述雷達(dá)回波信號進(jìn)行伽柏變換，并計算變換后的信號的時頻功率分布信號；S2：對所述時頻功率分布信號進(jìn)行頻譜加權(quán)平均操作，獲得頻譜質(zhì)心變化曲線；S3：對所述頻譜質(zhì)心變化曲線進(jìn)行濾波操作，以獲取呼吸信號和心跳信號；S4：對所述呼吸信號和心跳信號再次進(jìn)行伽柏變換，并獲取隨時間變化的呼吸頻率和隨時間變化的心跳頻率。本發(fā)明可以有效提取隨時間變化的呼吸與信號及其頻率變化。
【專利說明】
基于伽柏變換的呼吸與心跳信號的提取分析方法和裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及生物醫(yī)學(xué)信號處理領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種基于伽柏變換的呼吸與屯、跳信 號的提取分析方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 生物雷達(dá)是一種通過發(fā)射接收微波或太赫茲波，對人體的呼吸與屯、跳等生命參數(shù) 進(jìn)行非接觸式測量的醫(yī)療器械設(shè)備，生物雷達(dá)可代替?zhèn)鹘y(tǒng)的屯、電圖、呼吸帶等接觸式測量 設(shè)備，除可應(yīng)用于疾病診斷外，還可用作人體健康狀況實時監(jiān)控，因而成為當(dāng)前國內(nèi)外研究 的熱點。
[0003] 實際中，生物雷達(dá)所接收到的人體回波隨呼吸、屯、跳等生命活動引起的體表微動 所調(diào)制，具體表現(xiàn)在隨時間變化的微多普勒頻率，而傳統(tǒng)的基于傅里葉變換的信號分析方 法無法提供時間域和頻率域的聯(lián)合分布信息，因而無法提取隨時間變化的呼吸與屯、跳頻 率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠分別提取出雷達(dá)回波信號中的呼吸 信號和屯、跳信號，并能夠獲取隨時間變化的呼吸頻率和隨時間變化的屯、跳頻率信息的基于 伽柏變換的呼吸與屯、跳信號的提取分析方法和裝置。
[0005] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了如下的技術(shù)方案：
[0006] -種基于伽柏變換的呼吸與屯、跳信號的提取分析方法，所述方法基于伽柏變換從 返回的雷達(dá)回波信號中獲取屯、跳信號和呼吸信號并進(jìn)行分析，所述方法包括W下步驟：
[0007] S1:對所述雷達(dá)回波信號進(jìn)行伽柏變換，并計算變換后的信號的時頻功率分布信 號；
[000引S2:對所述時頻功率分布信號進(jìn)行頻譜加權(quán)平均操作，獲得頻譜質(zhì)屯、變化曲線；
[0009] S3:對所述頻譜質(zhì)屯、變化曲線進(jìn)行濾波操作，W獲取呼吸信號和屯、跳信號；
[0010] S4:對所述呼吸信號和屯、跳信號再次進(jìn)行伽柏變換，并獲取隨時間變化的呼吸頻 率和隨時間變化的屯、跳頻率。
[0011] 作為優(yōu)選，步驟S1之前還包括步驟so:對接收到的信號進(jìn)行多普勒采樣，并進(jìn)行正 交解調(diào)，獲得所述雷達(dá)回波信號。
[0012] 作為優(yōu)選，所述步驟S2還進(jìn)一步包括:對所述頻譜質(zhì)屯、變化曲線進(jìn)行降采樣;步驟 S3為對降采樣后的頻譜質(zhì)屯、變化曲線進(jìn)行濾波操作，W獲取呼吸信號和屯、跳信號。
[0013] 作為優(yōu)選，所述步驟S2中降采樣的倍數(shù)為，其中fs為多普勒采樣 頻率，U表示取整算子。
[0014] 作為優(yōu)選，所述步驟S3進(jìn)一步包括:分別通過呼吸信號帶通濾波器和屯、跳信號帶 通濾波器對所述頻譜質(zhì)屯、變化曲線進(jìn)行濾波，W分別獲取呼吸信號和屯、跳信號。
[0015] 作為優(yōu)選，所述步驟S4進(jìn)一步包括:對所述呼吸信號和屯、跳信號分別進(jìn)行伽柏變 換，并計算出所述呼吸信號和屯、跳信號的時頻功率分布信號，并通過檢測功率最大值提取 出隨時間變化的呼吸頻率和隨時間變化的屯、跳頻率。
[0016] 作為優(yōu)選，所述步驟S4中提取隨時間變化的呼吸頻率的方法包括W下步驟：
[0017] S41:對步驟S3得到的呼吸信號進(jìn)行伽柏變換并計算變換后信號的時頻功率分布 信號；
[0018] S42:對步驟S41得到的時頻功率分布信號通過功率最大值檢測方法提取隨時間變 化的呼吸頻率；
[0019] 作為優(yōu)選，所述步驟S4中提取隨時間變化的屯、跳頻率的方法包括W下步驟：
[0020] S43:對步驟S3得到的屯、跳信號進(jìn)行伽柏變換并計算變換后信號的時頻功率分布 信號；
[0021] S44:對步驟S43得到的時頻功率分布信號通過功率最大值檢測方法提取隨時間變 化的屯、跳頻率。
[0022] 本發(fā)明還提供了一種基于伽柏變換的呼吸與屯、跳信號的提取分析裝置，所述裝置 應(yīng)用如上所述基于伽柏變換的呼吸與屯、跳信號的提取分析方法;且所述裝置至少包括濾波 單元，其配置為對所述頻譜質(zhì)屯、變化曲線進(jìn)行濾波操作，W獲取呼吸信號和屯、跳信號。
[0023] 作為優(yōu)選，所述濾波單元包括得到呼吸信號的呼吸信號帶通濾波器和得到屯、跳信 號的屯、跳信號帶通濾波器。。
[0024] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：
[0025] 1、相比于傳統(tǒng)的基于傅里葉變換分析方法，本發(fā)明技術(shù)方案采用伽柏變換時頻分 析方法，可有效提取隨時間變化的呼吸與信號及其頻率變化；
[0026] 2、本發(fā)明在獲得頻譜質(zhì)屯、變化曲線W后，再進(jìn)行第二次伽柏變換時頻分析W前， 可W對信號數(shù)據(jù)進(jìn)行了降采樣操作，可大大提高信號處理效率。
【附圖說明】
[0027] 圖1是本發(fā)明實施例的生物雷達(dá)測量人體呼吸與屯、跳示意圖；
[0028] 圖2為本發(fā)明實施例中的基于伽柏變換的呼吸與屯、跳信號的提取分析方法的流程 圖；
[0029] 圖3為本發(fā)明另一實施例中的于伽柏變換的呼吸與屯、跳信號的提取分析方法的流 程圖；
[0030] 圖4為本發(fā)明實施例中獲取隨時間變化的呼吸頻率的原理流程圖；
[0031] 圖5為本發(fā)明實施例中獲取隨時間變化的屯、跳頻率的原理流程圖；
[0032] 圖6為本發(fā)明實施例的基于伽柏變換的呼吸與屯、跳信號的提取分析裝置的原理框 圖。
[0033] 附圖標(biāo)記說明
[0034] 1-變換單元 2-加權(quán)單元
[00：3日]3-濾波單元 4-預(yù)處理單元
[0036] 5-降采樣單元
【具體實施方式】
[0037] 下面，結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例進(jìn)行詳細(xì)的說明，但并不作為本發(fā)明的限定。
[0038] 需要說明的是，在附圖或說明書描述中，相似或相同的部分都使用相同的圖號。附 圖中未繪示或描述的實現(xiàn)方式，為所屬技術(shù)領(lǐng)域中普通技術(shù)人員所知的形式。另外，雖然本 文可提供包含特定值的參數(shù)的示范，但應(yīng)了解，參數(shù)無需確切等于相應(yīng)的值，而是可在可接 受的誤差容限或設(shè)計約束內(nèi)近似于相應(yīng)的值。
[0039] 本發(fā)明提供了一種基于伽柏變換(Gabor Transform)的呼吸與屯、跳信號的提取分 析方法和裝置，因此，在詳細(xì)介紹本發(fā)明的實施方式的細(xì)節(jié)之前，先簡單描述伽柏變換的一 些概念和原理。
[0040] 伽柏變換是一種典型的時頻分析方法，是將一個非平穩(wěn)信號分割成無數(shù)個短時間 段，將每個時間段內(nèi)的信號假設(shè)為平穩(wěn)的情況下進(jìn)行傅里葉變化而得到該時間段內(nèi)信號的 頻率特性。設(shè)W時間-頻率為軸線構(gòu)建的時頻平面為(t，f)，更進(jìn)一步，對時頻平面W時間位 移常數(shù)T和頻率位移常數(shù)F進(jìn)行采樣，可構(gòu)建二維平面(m，n)，其中m為時移因子，η為頻率調(diào) 制因子，則信號s(t)可W伽柏展開系數(shù)aM：表示為
[0041]
[0042] 其中，gmn(t)為伽柏基函數(shù)，是將窗函數(shù)g(t)經(jīng)時移和頻移得到，其表達(dá)式為
[0043]
[0044] amn是伽柏展開系數(shù)，其表達(dá)式為
[0045]
[0046] 其中，丫 mn ( t)是伽柏基函數(shù)gmn( t )的對偶函數(shù)，W表示丫 mn ( t )的共輛。伽柏展 開系數(shù)即二維平面(m，n)上一點的系數(shù)，通過其與時頻平面為(t，f)的關(guān)系易知，信號s(t) 的時頻伽柏變換表達(dá)式為
[0047] S(mT,nF) =amn.
[004引其功率譜為
[0049] P(mT，nF)= |S(mT，nF) |2.
[0050] 伽柏變換屬于移動窗的時頻分析方法，其中窗函數(shù)可選為高斯窗，其表達(dá)式為
[0化1 ]
[0052]圖1為根據(jù)本發(fā)明實施例的生物雷達(dá)測量人體呼吸與屯、跳示意圖。由于人體呼吸 及屯、跳微動均是近周期的變化，呼吸通過胸腔的收縮和擴(kuò)張完成，可W近似為正弦波振動 模型，屯、跳信號類似屯、電圖中信號一樣，可近似為脈沖模型。記雷達(dá)工作頻率為fc(對應(yīng)波 長λ)，人體目標(biāo)距雷達(dá)為R，則雷達(dá)發(fā)射波形經(jīng)人體目標(biāo)散射而回的回波經(jīng)正交解調(diào)后為
[0化3]
[0054] 其中A為雷達(dá)回波信號幅度，a和b分別為人體目標(biāo)的呼吸起伏和屯、跳振動幅度，打 和fh分別為人體目標(biāo)的呼吸起伏和屯、跳振動的頻率，a cos(2時bt)表示基于正弦波模型的 Wa為幅度、f b為頻率的呼吸運動，bS (化f ht)表示基于脈沖振動模型的Wb為幅度、f h為頻率 的屯、跳振動，N(t)表示噪聲信號。則呼吸與屯、跳信號分析是基于上述回波實時分析隨時間 變化的呼吸與屯、跳信號，提取呼吸與屯、跳信號頻率。
[0055] 下面，對本發(fā)明的具體實施例進(jìn)行詳細(xì)的描述。如圖2所述，為本發(fā)明實施例中的 一種基于本發(fā)明實施例中的基于伽柏變換的呼吸與屯、跳信號的提取分析方法的流程圖。其 中，雷達(dá)天線向人體目標(biāo)發(fā)送雷達(dá)信號，并接收返回的回波信號，本發(fā)明實施例目的為對所 述回波信號進(jìn)行處理，并提取其中關(guān)于呼吸信號和屯、跳信號的信息，如隨時間變化的呼吸 頻率和隨時間變化的屯、跳頻率，所述方法可W包括W下步驟：
[0056] S1:對雷達(dá)回波信號進(jìn)行伽柏變換，并計算變換后的信號的時頻功率分布信號Pr (t，f);優(yōu)選的，在步驟S1之前，還包括步驟SO:雷達(dá)天線照射人體目標(biāo)并W脈沖重復(fù)頻率fs 發(fā)射和接收回波信號，經(jīng)正交解調(diào)后得到多普勒采樣率為fs、時間長度為T的雷達(dá)回波信號 sr(t);其中，脈沖重復(fù)頻率fs即多普勒采樣頻率遠(yuǎn)大于3Hz，例如山可W為300Hz;
[0057] S2:對時頻功率分布信號進(jìn)行頻譜加權(quán)平均操作，獲得頻譜質(zhì)屯、變化曲線g(t);其 中，如可W按照下式對時頻功率分布信號沿頻率向進(jìn)行頻譜加權(quán)平均操作：
[0化引
[0059] 其中，Pr(t，f)為所述步驟S1得到的時頻功率分布信號，t表示時間，f表示頻率，分 子和分母中的積分區(qū)間[Fi，F(xiàn)2]表示該時頻分布信號的頻率起始和終止范圍，g(t)為得到的 頻譜質(zhì)屯、變化曲線；
[0060] S3:對頻譜質(zhì)屯、變化曲線g(t)進(jìn)行濾波操作，W獲取呼吸信號eb(t)和屯、跳信號eh (t);該濾波操作可W將頻譜質(zhì)屯、變化曲線g(t)分別通過呼吸信號帶通濾波器和屯、跳信號 帶通濾波器分別進(jìn)行濾波操作，W分別獲取呼吸信號eb(t)和屯、跳信號eh(t);
[0061] S4:對呼吸信號eb(t)和屯、跳信號eh(t)再次進(jìn)行伽柏變換，并獲取隨時間變化的呼 吸頻率Fb(t)和隨時間變化的屯、跳頻率Fh(t)。本實施例中，可W對呼吸信號eb(t)和屯、跳信 號eh(t)分別進(jìn)行伽柏變換，并計算出呼吸信號和屯、跳信號的時頻功率分布信號，并通過檢 測功率最大值提取出隨時間變化的呼吸頻率和隨時間變化的屯、跳頻率。
[0062] 基于上述步驟，本發(fā)明的實施例即可W通過對雷達(dá)回波信號進(jìn)行兩次伽柏變換， 分別提取呼吸信號和屯、跳信號，W及隨時間變化的呼吸信號頻率和屯、跳信號頻率。
[0063] 在如圖3所示的另一實施例中，步驟S2中還可W進(jìn)一步包括:對步驟S1中得到的頻 譜質(zhì)屯、變化曲線g(t)進(jìn)行N倍降采樣操作，得到降采樣后的頻譜質(zhì)屯、變化曲線gd(t);
[0064] 所述降采樣倍數(shù)W = L尤/15巧2_|，其中U表示取整算子，例如fs為300Hz時，則降 采樣倍數(shù)N取20。
[0065] 相應(yīng)地，步驟S3則為對降采樣后的頻譜質(zhì)屯、變化曲線gd(t)，分別使用呼吸信號帶 通濾波器和屯、跳信號帶通濾波器進(jìn)行濾波操作，得到呼吸信號eb(t)和屯、跳信號eh(t);由于 對進(jìn)行了降采樣的操作，可W大大的提高信號處理效率。
[0066] 其中，本實施例中的呼吸信號帶通濾波器的作用是提取呼吸信號成分，其是具有 上通帶截止頻率為0.6Hz、上阻帶截止頻率為0.9Hz、下通帶截止頻率為0.15化、下阻帶截止 頻率為0.02化、通帶波紋為0.1地、阻帶衰減為80地的6階無限沖激響應(yīng)帶通數(shù)字濾波器;屯、 跳信號帶通濾波器的作用是提取屯、跳信號成分，其是具有上通帶截止頻率為2.2Hz、上阻帶 截止頻率為2.4Hz、下通帶截止頻率為ο. 7Hz、下阻帶截止頻率為ο. 5Hz、通帶波紋為ο. 1地、 阻帶衰減為80地的8階無限沖激響應(yīng)帶通數(shù)字濾波器。
[0067] 此外，上述實施例中所述步驟S3用到的呼吸信號帶通濾波器和屯、跳信號帶通濾波 器并不僅限于實施方式中提到的各種具體形式，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可對其進(jìn)行簡單地 熟知地替換，例如：
[0068] (1)呼吸信號帶通濾波器除可使用無限沖激響應(yīng)帶通數(shù)字濾波器外，還可W是有 限沖激響應(yīng)帶通數(shù)字濾波器的形式，只要除濾波器階數(shù)W外的其它參數(shù)保持不變即可；
[0069] (2)屯、跳信號帶通濾波器除可使用無限沖激響應(yīng)帶通數(shù)字濾波器外，還可W是有 限沖激響應(yīng)帶通數(shù)字濾波器的形式，只要除濾波器階數(shù)W外的其它參數(shù)保持不變即可。
[0070] 另外，如圖4所示為本發(fā)明實施例中獲取隨時間變化的呼吸頻率的原理流程圖。其 中包括W下步驟：
[0071] S41:對步驟S3得到的呼吸信號eb(t)進(jìn)行伽柏變換并計算變換后信號的時頻功率 分布信號Pb(t,f);
[0072] S42:對步驟S41得到的時頻功率分布信號Pb(t，f)通過功率最大值檢測方法提取 隨時間變化的呼吸頻率Fb(t)，其中
[0073]
[0074] 如圖5所示為本發(fā)明實施例中獲取隨時間變化的屯、跳頻率的原理流程圖。
[0075] S43:對步驟S3得到的屯、跳信號eh(t)進(jìn)行伽柏變換并計算變換后信號的時頻功率 分布信號扣(t，f);
[0076] S44:對步驟S43得到的時頻功率分布信號Ph(t，f)通過功率最大值檢測方法提取 隨時間變化的屯、跳頻率Fh(t)，其中
[0077]
[0078] 另外，本發(fā)明還提供了一種基于伽柏變換的呼吸與屯、跳信號的提取分析裝置，如 圖6所示，為本發(fā)明實施例中的基于伽柏變換的呼吸與屯、跳信號的提取分析裝置的原理框 圖。其中可W包括:變換單元1、加權(quán)單元2、濾波單元3,其中變換單元1配置為雷達(dá)回波信號 進(jìn)行伽柏變換，并計算變換后的信號的時頻功率分布信號;加權(quán)單元2配置為對時頻功率分 布信號進(jìn)行頻譜加權(quán)平均操作，獲得頻譜質(zhì)屯、變化曲線;濾波單元3配置為對頻譜質(zhì)屯、變化 曲線進(jìn)行濾波操作，W分別獲取呼吸信號和屯、跳信號;其中變換單元1還可W進(jìn)一步配置為 對濾波單元得到的呼吸信號和屯、跳信號再次進(jìn)行伽柏變換，并獲取隨時間變化的呼吸頻率 和隨時間變化的屯、跳頻率。
[0079] 另外，優(yōu)選的，本實施例中還可W包括一預(yù)處理單元4,其對雷達(dá)天線接收的信號 進(jìn)行多普勒采樣，并進(jìn)行正交解調(diào)，獲得多普勒采樣率為fs、時間長度為T的回波信號Sr(t); 其中脈沖重復(fù)頻率fs遠(yuǎn)大于3Hz，例如，fs可W為300Hz。其中雷達(dá)信號接收和發(fā)送信號的頻 率均為fs。
[0080] 再通過加權(quán)單元2對時頻功率分布信號進(jìn)行頻譜加權(quán)平均操作而獲得頻譜質(zhì)屯、變 化曲線后，還可W通過降采樣單元5對頻譜智信變化曲線進(jìn)行降采樣，W加大運算處理速 度。濾波單元3可W對降采樣后的數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波操作，W分別獲取呼吸和屯、跳信號。其中，降 采樣的倍數(shù)歡= U/15成」，其中U表示取整算子，例如fs為300化時，則降采樣倍數(shù)N取 20 〇
[0081] 本實施例中的濾波單元3可W進(jìn)一步包括獲得呼吸信號的呼吸信號帶通濾波器和 屯、跳信號帶通濾波器，其中，呼吸信號帶通濾波器的作用是提取呼吸信號成分，是具有上通 帶截止頻率0.6Hz、上阻帶截止頻率0.9Hz、下通帶截止頻率0.15化、下阻帶截止頻率 0.02Hz、通帶波紋0.1地、阻帶衰減80地的6階無限沖激響應(yīng)帶通數(shù)字濾波器。屯、跳信號帶通 濾波器的作用是提取屯、跳信號成分，是具有上通帶截止頻率2.2Hz、上阻帶截止頻率2.4Hz、 下通帶截止頻率0.7Hz、下阻帶截止頻率0.甜Z、通帶波紋0.1地、阻帶衰減80地的8階無限沖 激響應(yīng)帶通數(shù)字濾波器。
[0082] 然而，上述實施例中用到的呼吸信號帶通濾波器和屯、跳信號帶通濾波器并不僅限 于實施方式中提到的各種具體形式，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可對其進(jìn)行簡單地熟知地替 換，例如：
[0083] (1)呼吸信號帶通濾波器除可使用無限沖激響應(yīng)帶通數(shù)字濾波器外，還可W是有 限沖激響應(yīng)帶通數(shù)字濾波器的形式，只要除濾波器階數(shù)W外的其它參數(shù)保持不變即可；
[0084] (2)屯、跳信號帶通濾波器除可使用無限沖激響應(yīng)帶通數(shù)字濾波器外，還可W是有 限沖激響應(yīng)帶通數(shù)字濾波器的形式，只要除濾波器階數(shù)W外的其它參數(shù)保持不變即可。
[0085] 本實施例中的變換單元1再對為對濾波單元3得到的呼吸信號和屯、跳信號再次進(jìn) 行伽柏變換時，可W通過檢測功率最大值的方法提取隨時間變化的呼吸頻率和隨時間變化 的屯、跳頻率。具體可W包括：
[0086] 對步驟濾波單元3得到的呼吸信號eb(t)進(jìn)行伽柏變換并計算變換后信號的時頻 功率分布信號Pb(t，f);并對得到的時頻功率分布信號Pb(t，f)通過功率最大值檢測方法提 取隨時間變化的呼吸頻率Fb(t)，即
[0087]
[0088] W及對濾波單元3得到的屯、跳信號eh(t)進(jìn)行伽柏變換并計算變換后信號的時頻 功率分布信號扣(t，f);并對得到的時頻功率分布信號扣(t，f)通過功率最大值檢測方法提 取隨時間變化的屯、跳頻率Fb (t)，即
[0089]
[0090] 通過上述實施方式，即可W有效的實現(xiàn)本發(fā)明提取隨時間變化的呼吸頻率和屯、跳 頻率的目的。
[0091] W上所述的具體實施例，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳 細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，W上所述僅為本發(fā)明的具體實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡 在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保 護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種基于伽柏變換的呼吸與心跳信號的提取分析方法，其特征在于，所述方法基于 伽柏變換從返回的雷達(dá)回波信號中獲取心跳信號和呼吸信號并進(jìn)行分析，所述方法包括以 下步驟： S1:對所述雷達(dá)回波信號進(jìn)行伽柏變換，并計算變換后的信號的時頻功率分布信號； S2:對所述時頻功率分布信號進(jìn)行頻譜加權(quán)平均操作，獲得頻譜質(zhì)心變化曲線； S3:對所述頻譜質(zhì)心變化曲線進(jìn)行濾波操作，以獲取呼吸信號和心跳信號； S4:對所述呼吸信號和心跳信號再次進(jìn)行伽柏變換，并獲取隨時間變化的呼吸頻率和 隨時間變化的心跳頻率。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S1之前還包括步驟SO:對接收到的信 號進(jìn)行多普勒采樣，并進(jìn)行正交解調(diào)，獲得所述雷達(dá)回波信號。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述步驟S2還進(jìn)一步包括:對所述頻譜質(zhì) 心變化曲線進(jìn)行降采樣;步驟S3為對降采樣后的頻譜質(zhì)心變化曲線進(jìn)行濾波操作，以獲取 呼吸信號和心跳信號。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述步驟S2中降采樣的倍數(shù)為 評=L乂/1 5j，其中匕為多普勒采樣頻率，〖_丨表示取整算子。5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述步驟S3進(jìn)一步包括:分別通過呼吸信 號帶通濾波器和心跳信號帶通濾波器對所述頻譜質(zhì)心變化曲線進(jìn)行濾波，以分別獲取呼吸 信號和心跳信號。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟S4進(jìn)一步包括:對所述呼吸信號 和心跳信號分別進(jìn)行伽柏變換，并計算出所述呼吸信號和心跳信號的時頻功率分布信號， 并通過檢測功率最大值提取出隨時間變化的呼吸頻率和隨時間變化的心跳頻率。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述步驟S4中提取隨時間變化的呼吸頻率 的方法包括以下步驟： S41:對步驟S3得到的呼吸信號進(jìn)行伽柏變換并計算變換后信號的時頻功率分布信號； S42:對步驟S41得到的時頻功率分布信號通過功率最大值檢測方法提取隨時間變化的 呼吸頻率。8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述步驟S4中提取隨時間變化的心跳頻率 的方法包括以下步驟： S43:對步驟S3得到的心跳信號進(jìn)行伽柏變換并計算變換后信號的時頻功率分布信號； S44:對步驟S43得到的時頻功率分布信號通過功率最大值檢測方法提取隨時間變化的 心跳頻率。9. 一種基于伽柏變換的呼吸與心跳信號的提取分析裝置，其特征在于，所述裝置應(yīng)用 如權(quán)利要求1-8中任意一項所述基于伽柏變換的呼吸與心跳信號的提取分析方法;且所述 裝置至少包括濾波單元，其配置為對所述頻譜質(zhì)心變化曲線進(jìn)行濾波操作，以獲取呼吸信 號和心跳信號。10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，所述濾波單元包括得到呼吸信號的呼吸 信號帶通濾波器和得到心跳信號的心跳信號帶通濾波器。
【文檔編號】A61B5/0205GK105919568SQ201610350391
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年5月24日
【發(fā)明人】黃亦謙
【申請人】北京千安哲信息技術(shù)有限公司