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申请/专利权人：南京邮电大学

摘要：本发明公开了一种非接触式人体心跳波形提取方法，属于人体感知及心跳检测技术领域，通过利用IR‑UWB设备来获取目标人员心跳的反射信号并构建所述反射信号的自相关矩阵特征，与真实心跳采集设备提取到的心跳波形的自相关矩阵进行特征映射，利用心跳周期信号所具有的周期相似性特征获得心跳速率的值，构建心跳波形。本发明解决了在真实的平稳以及运动状态后的情形下，受限于不同的室内环境、人员的姿态以及体表覆盖物等因素的干扰，难以获得高精度的人体心跳波形的问题。

主权项：1.一种非接触式人体心跳波形提取方法，其特征在于，通过利用IR-UWB设备来获取目标人员心跳的反射信号并构建所述反射信号的自相关矩阵特征，与真实心跳采集设备提取到的心跳波形的自相关矩阵进行特征映射，利用心跳周期信号所具有的周期相似性特征获得心跳速率的值，构建心跳波形；包括如下步骤：步骤1、为准确获取人体的心跳信息，采用基于IR-UWB的能量比指标估计人体胸腔位置，作为心跳信号反射区域；步骤2、利用IR-UWB设备获取人体胸腔位置的反射信号，并将其与心跳检测和呼吸检测设备获取的数据对齐；采用ButterWorth滤波器来筛选出心跳对应范围内的反射信号，之后对筛选出的反射信号按照时间维度分割；步骤3、对步骤2按照时间维度分割后的反射信号的I信号和Q信号分别提取自相关特；步骤4、将步骤3中提取的I信号自相关矩阵和Q信号自相关矩阵，与真实心跳采集设备提取到的心跳波形的自相关矩阵进行特征映射，获得心跳速率的值，完成最终心跳波形的构建，实现基于IR-UWB的非接触式人体心跳波形提取；步骤1的具体步骤如下：步骤1.1、使用IR-UWB设备采集目标人员的反射信号，计算IR-UWB接收信号每个距离点对应的多普勒频移值，并计算人体呼吸频率范围内的能量和；步骤1.2、计算人体正常活动的频率区间内所反射的能量和；步骤1.3、通过将步骤1.1中计算的人体呼吸频率范围内的能量和与步骤1.2中计算的人体活动反射的能量和进行作比运算，得到呼吸能量比；步骤1.4、以呼吸能量比的最大值所在的位置为人体胸腔位置的中心位置，并增加增加宽度为31厘米至46厘米的搜索区域，作为人体胸腔位置；步骤2的具体步骤如下：步骤2.1：将利用IR-UWB设备获取人体胸腔位置的反射信号，与心跳检测和呼吸检测设备获取的数据，进行匹配对齐；步骤2.2：采用ButterWorth滤波器来筛选出心跳对应范围内的反射信号，具体操作为：分别对反射信号的I和Q成分进行ButterWorth滤波，筛选出心跳频率对应的信号成分；步骤2.3：步骤2.2筛选出的反射信号进行分割，按照时间维度分割样本。

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