[發明專利]一種基于深度相機和毫米波雷達的心率檢測方法

在審

• 申請號: 202111183181.2
• 申請日: 2021-10-11
• 公開（公告）號: CN114041767A
• 公開（公告）日: 2022-02-15
• 發明（設計）人: 王臣豪;母焰
• 申請（專利權）人: 寧波春建電子科技有限公司
• 主分類號: A61B5/024
• 分類號: A61B5/024;A61B5/0507;A61B5/08;A61B5/11;A61B5/113;G01S13/86;G01S13/88
• 代理公司: 無錫嘉馳知識產權代理事務所(普通合伙) 32388
• 代理人: 張華偉

1.一種基于深度相機和毫米波雷達的心率檢測方法，其特征在于，包括以下步驟：

由深度相機獲得人體的原始深度圖像，并基于所述原始深度圖像進行分割處理，得到人體的胸腔區域；

計算所述原始深度圖像上處在所述胸腔區域內的像素值的平均值，以得到胸腔區域距離值；

雷達根據所述胸腔區域距離值確定生理信號距離范圍，并獲取所述生理信號距離范圍內的胸腔振動信號，由所述胸腔振動信號分離得到心率信號和呼吸信號，獲得心跳頻率和呼吸頻率，分別輸出所述心跳頻率與時間、所述呼吸頻率與時間的關系。

2.如權利要求1所述的基于深度相機和毫米波雷達的心率檢測方法，其特征在于，所述分割處理包括：

對所述原始深度圖像依次進行掩膜分割、連通域分析，確定出人體區域；

剔除掉所述人體區域的手臂部分、并在保留部分中確定出上半身區域；

在所述上半身區域中確定出所述胸腔區域。

3.如權利要求2所述的基于深度相機和毫米波雷達的心率檢測方法，其特征在于，所述連通域分析包括：基于所述掩膜分割后的圖像，找到并標記出圖像中的各個連通域，各個所述連通域中面積最大的為所述人體區域。

4.如權利要求2所述的基于深度相機和毫米波雷達的心率檢測方法，其特征在于，由所述人體區域得到頭部寬度，與所述頭部寬度的中心之間的水平距離等于所述頭部寬度的1-1.2倍的兩條豎直線為切割線，所述人體區域中位于所述切割線遠離所述頭部寬度的中心的一側的部分為所述手臂部分。

5.如權利要求4所述的基于深度相機和毫米波雷達的心率檢測方法，其特征在于，用矩形框框出所述人體區域，所述人體區域的最大寬度和最大高度分別作為所述矩形框的長和寬，在與所述矩形框的上邊緣距離為9-11個像素的高度范圍內，選取最大的連通域作為頭寬代表域，所述頭寬代表域的最大長度為所述頭部寬度。

6.如權利要求4所述的基于深度相機和毫米波雷達的心率檢測方法，其特征在于，所述胸腔區域的寬度等于所述頭部寬度的1.8-2.2倍，所述胸腔區域的高度等于所述上半身區域的高度的0.3-0.6倍。

7.如權利要求6所述的基于深度相機和毫米波雷達的心率檢測方法，其特征在于，由上至下逐行遍歷所述保留部分中每一行像素的平均值，再計算當前行與前一行的所述平均值的差值，所述差值中的最大值對應的所述當前行所在的直線為分割線，所述上半身區域位于所述分割線的下方。

8.如權利要求3所述的基于深度相機和毫米波雷達的心率檢測方法，其特征在于，在所述掩膜分割和所述連通域分析之間還包括數據增強處理，以得到增強深度圖像，所述連通域分析基于所述增強深度圖像；所述數據增強處理包括對經過所述掩膜分割的圖像進行中值濾波、閉運算和二值化。

9.如權利要求1所述的基于深度相機和毫米波雷達的心率檢測方法，其特征在于，在所述雷達確定所述生理信號距離范圍之前還包括：所述雷達獲取ADC數據，對所述ADC數據執行傅里葉變換得到距離曲線。

10.如權利要求1所述的基于深度相機和毫米波雷達的心率檢測方法，其特征在于，所述獲取所述生理信號距離范圍內的胸腔振動信號之后還通過相位解纏繞、相位差計算來增強生理信號并消除相位漂移，通過帶通濾波器計算來分離所述心率信號和所述呼吸信號。