[發明專利]一種呼吸信號獲取方法、裝置和計算機設備

有效

• 申請號: 202210019272.0
• 申請日: 2022-01-10
• 公開（公告）號: CN114027825B
• 公開（公告）日: 2022-03-22
• 發明（設計）人: 余寶賢;侯月;張涵;龐志強
• 申請（專利權）人: 華南師范大學
• 主分類號: A61B5/08
• 分類號: A61B5/08
• 代理公司: 廣州駿思知識產權代理有限公司 44425
• 代理人: 葉瓊園

1.一種呼吸信號獲取方法，其特征在于，包括：

通過壓電傳感器獲取目標人體的混疊生命體征信號，所述混疊生命體征信號包括呼吸信號以及其他噪聲信號；

對所述混疊生命體征信號進行濾波處理，得到包括所述呼吸信號的目標生命體征信號；

對所述目標生命體征信號進行傅里葉變換，得到預設頻率范圍的第一幅頻響應，根據所述第一幅頻響應的各個頻率點和預設的取值范圍生成上包絡線；所述上包絡線包括多個平頂和平底，其中，所述平頂的幅值大于相鄰的非平頂的頻率點的幅值，所述平底的幅值小于相鄰的非平底的頻率點的幅值；

在所述第一幅頻響應中，獲取與所述平頂的最大幅值對應的頻率點并確定為主峰頻率點，確定所述主峰頻率點對應的幅值為主峰幅值；

在所述上包絡線中，將所述主峰幅值對應的平頂確定為主峰平頂，在所述幅頻響應中，根據主峰平頂與相鄰的平頂或平底之間的最小幅值確定最小幅值頻率點，根據所述最小幅值頻率點確定呼吸頻譜主成分區間；所述最小幅值頻率點的數量為1-2個，當僅有1個所述最小幅值頻率點時，所述呼吸頻譜主成分區間為的起始頻率點為0，結束頻率點為所述最小幅值頻率點，當有2個所述最小幅值頻率點時，所述呼吸頻譜主成分區間為兩個所述最小幅值頻率點之間的范圍；

通過經驗小波函數對所述呼吸頻譜主成分區間進行信號重構，得到重構后的呼吸信號。

2.根據權利要求1所述的呼吸信號獲取方法，其特征在于，所述獲取所述生命體征信號的第一幅頻響應，根據所述第一幅頻響應的各個頻率點和預設的取值范圍生成上包絡線的步驟，包括：

根據所述第一幅頻響應上的多個預設局部范圍的局部極大值，獲得多個局部極大值頻率點；獲取相鄰的局部極大值頻率點的最小間隔值；

根據所述最小間隔值和所述第一幅頻響應的頻譜分辨率得到所述取值范圍；

將各個頻率點和對應的所述取值范圍內的頻率點的最大幅值，確定為各個頻率點對應的上包絡線的幅值；

根據所有所述頻率點對應的上包絡線的幅值生成所述上包絡線。

3.根據權利要求1所述的呼吸信號獲取方法，其特征在于，所述在所述上包絡線中，將所述主峰幅值對應的平頂確定為主峰平頂，在所述幅頻響應中，根據主峰平頂與相鄰的平頂或平底之間的最小幅值確定最小幅值頻率點，根據所述最小幅值頻率點確定呼吸頻譜主成分區間的步驟之前，還包括：

在所述第一幅頻響應中，獲取與所述平頂的第二大幅值對應的頻率點并確定為次峰頻率點，所述次峰頻率點對應的幅值為次峰幅值；

將所述次峰頻率點的幅值與經過預設的幅值縮小處理后的主峰頻率點的幅值進行比對，若所述次峰幅值大于或等于幅值縮小處理后的主峰幅值，對所述目標生命體征信號進行短時傅里葉變換，得到多個預設頻率范圍的第二幅頻響應；其中，各個所述第二幅頻響應對應的時長小于所述第一幅頻響應對應的時長；

獲取各個所述第二幅頻響應中，存在所述主峰幅值和次峰幅值，且所述次峰幅值大于或等于幅值縮小處理后的主峰幅值的第二幅頻響應的統計個數；

若所述統計個數大于所述第二幅頻響應的總個數的一半，將所述次峰頻率點和所述次峰幅值代替原來的所述主峰頻率點和主峰幅值成為新的所述主峰頻率點和主峰幅值。

4.根據權利要求3所述的呼吸信號獲取方法，其特征在于：

若所述統計個數小于或等于所述第二幅頻響應的總個數的一半，對所述目標生命體征信號的時域進行分割，得到分別包括所述主峰頻率點和主峰幅值、所述次峰頻率點和次峰幅值的兩段生命體征子信號；

將所述生命體征子信號確定為新的所述目標生命體征信號，并重新執行所述對所述目標生命體征信號進行傅里葉變換，得到預設頻率范圍的第一幅頻響應，根據所述第一幅頻響應的各個頻率點和預設的取值范圍生成上包絡線。