[发明专利]基于人体呼吸心跳特征波的信号处理装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及信号处理技术领域，尤其涉及一种基于人体呼吸心跳特征波的信号处理装置及方法。

背景技术

呼吸及心跳是人体重要的生理特征状况信息，而呼吸信号和心跳信号是人体呼吸和心跳作用在信号处理装置后的一种表现形式，因此，呼吸信号和心跳信号常受到人体生理体征状况、个体的差异变化以及信号处理装置的误差而呈现千差万别的形态，同时，在实际检测呼吸信号和心跳信号的过程中，一般获取到的是掺杂了其它工频干扰信号以及高频噪声干扰信号的人体呼吸信号和心跳信号的叠加信号，这都加大了对呼吸信号和心跳信号的分析难度。

现有技术中的信号处理装置针对上述问题一般是将呼吸信号和心跳信号先进行滤波，再进行分离，然后分别分析计算人体单位时间内的呼吸次数和心跳次数，为了完成这项工作往往使得该信号处理装置的结构及算法非常复杂，但是，其对呼吸信号和心跳信号的检测分析结果往往准确率不高，同时，也会使得该装置的操作复杂，成本高昂，不适合大规模工业化生产。

因此，现有技术中缺少一种能够简便高效准确地处理人体呼吸心跳特征波的信号处理装置及方法。

发明内容

本发明的发明目的是针对现有技术的缺陷，提供了一种基于人体呼吸心跳特征波的信号处理装置及方法，用于提供一种简便高效地处理人体呼吸心跳特征波的方案。

根据本发明的一个方面，提供了一种基于人体呼吸心跳特征波的信号处理装置，其包括：

信号获取模块，用于获取基于人体呼吸心跳特征波的时域信号；

信号预处理模块，与信号获取模块相连，用于对信号获取模块输出的基于人体呼吸心跳特征波的时域信号进行预处理；

快速傅里叶变换模块，与信号预处理模块相连，用于对信号预处理模块输出的基于人体呼吸心跳特征波的时域信号进行快速傅里叶变换，得到基于人体呼吸心跳特征波的频域信号；

信号分析计算模块，与快速傅里叶变换模块相连，用于根据快速傅里叶变换模块输出的基于人体呼吸心跳特征波的频域信号分析计算人体单位时间内的呼吸次数和/或心跳次数。

根据本发明的另一个方面，提供了一种基于人体呼吸心跳特征波的信号处理方法，其包括：

获取基于人体呼吸心跳特征波的时域信号；

对基于人体呼吸心跳特征波的时域信号进行预处理；

对预处理后的基于人体呼吸心跳特征波的时域信号进行快速傅里叶变换，得到基于人体呼吸心跳特征波的频域信号；

根据基于人体呼吸心跳特征波的频域信号分析计算人体单位时间内的呼吸次数和/或心跳次数。

根据本实施例提供的基于人体呼吸心跳特征波的信号处理装置及方法，首先通过信号获取模块获取基于人体呼吸心跳特征波的时域信号；然后通过信号预处理模块对信号获取模块输出的基于人体呼吸心跳特征波的时域信号进行预处理；其次通过快速傅里叶变换模块对信号预处理模块输出的基于人体呼吸心跳特征波的时域信号进行快速傅里叶变换，得到基于人体呼吸心跳特征波的频域信号；最终通过信号分析计算模块根据快速傅里叶变换模块输出的基于人体呼吸心跳特征波的频域信号分析计算人体单位时间内的呼吸次数和/或心跳次数。本装置及方法通过将在时域上叠加的人体呼吸和心跳特征波转换到频域上，进一步在频域上将呼吸信号和心跳信号所在频域范围分开，再根据在频域上某频率值的幅值越大对应在时域上该信号的周期性就越强找到呼吸频域范围和心跳频域范围的最大幅值对应的频率值，从而计算得到人体单位时间内的呼吸次数和/或心跳次数。也就是说，本实施例提供的基于人体呼吸心跳特征波的信号处理装置及方法能够在同时叠加有呼吸心跳特征波的频域信号上直接分析计算出人体单位时间内的呼吸次数和/或心跳次数。另外，该装置结构及分析计算过程简单，对信号分析处理的准确率高，并且成本低廉，适合大规模工业生产。

附图说明

图1a示出了本发明提供的一个实施例的基于人体呼吸心跳特征波的信号处理装置的功能结构示意图；

图1b示出了图1a提供的一个实施例的基于人体呼吸心跳特征波的信号处理装置的一种具体实施方式的功能结构示意图；

图2a示出了基于人体呼吸心跳特征波的时域信号波形图；

图2b示出了经过快速傅里叶变换模块变换后的基于人体呼吸心跳特征波的频域信号波形图；

图3示出了本发明提供的另一个实施例的基于人体呼吸心跳特征波的信号处理装置的功能结构示意图；

图4示出了本发明提供的一个实施例的基于人体呼吸心跳特征波的信号处理方法的流程图；