[发明专利]一种基于音频信号的心率监测方法、装置及系统

说明书

本发明公开了一种基于音频信号的心率监测方法，其中，所述基于音频信号的心率监测方法包括：通过扬声器向外发射调频连续波；通过麦克风接收声波信号，所述声波信号包括所述调频连续波经过人体胸腔反射得到的反射声波信号和所述调频连续波由所述扬声器直接到达所述麦克风的直接声波信号，所述反射声波信号包括心跳反射声波信号和呼吸反射声波信号；对所述声波信号进行处理得到心率。本发明还公开了一种基于音频信号的心率监测装置及基于音频信号的心率监测系统。本发明提供的基于音频信号的心率监测方法，基于音频信号实现对心率的监测，提供了非接触式的心率监测手段，监测方便，便于操作，且成本低。

技术领域

本发明涉及移动医疗技术领域，尤其涉及一种基于音频信号的心率监测方法、一种基于音频信号的心率监测装置及包括该音频信号的心率监测装置的音频信号的心率监测系统。

背景技术

移动医疗监测作为新兴科技，利用普适移动设备对人体生命特征进行实时测量。得益于物联网和移动感知技术的发展，移动医疗监测缓解了传统医疗领域使用专业设备测量的频率低、成本高、使用复杂等难题，提供了普适的、用户友好的、可持续的以及价格低廉的医疗监测手段。

心率是反应人体健康状况的重要生命体征。然而，心率失衡等病征一般是不定时发生的，即可能在医生诊断过程中未表现出来。因此，日常心率监测是对心率失衡等病征及时发现的重要手段。目前，心率测量主要通过穿戴式或植入式的心电图仪测量。尽管心电图仪测量结果精确可靠，其要求用户穿戴复杂笨重、价格昂贵的测量设备。因此，心电图仪并不适用于日常监测。目前，已有工作利用雷达或者智能手机摄像头检测心率。但是，雷达发射射频信号并通过反射信号监测心率，需要提前部署特定的雷达设备；摄像头则根据视野中的脉搏导致的血液颜色变化来推断心率，需要用户主动将手指放在摄像头上，或将脸对准摄像头。

因此，如何能够提供一种方便的且非接触式的心率监测方法成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种基于音频信号的心率监测方法、一种基于音频信号的心率监测装置及包括该音频信号的心率监测装置的音频信号的心率监测系统，以解决现有技术中的问题。

作为本发明的第一个方面，提供一种基于音频信号的心率监测方法，其中，所述基于音频信号的心率监测方法包括：

通过扬声器向外发射调频连续波；

通过麦克风接收声波信号，所述声波信号包括所述调频连续波经过人体胸腔反射得到的反射声波信号和所述调频连续波由所述扬声器直接到达所述麦克风的直接声波信号，所述反射声波信号包括心跳反射声波信号和呼吸反射声波信号；

对所述声波信号进行处理得到心率。

优选地，所述对所述声波信号进行处理得到心率包括：

将所述声波信号中的所述直接声波信号滤除得到所述反射声波信号；

将所述反射声波信号转变为基带信号，并计算所述基带信号的相位；

对所述基带信号进行傅里叶变换得到反射声波信号频谱；

根据心跳频率范围和呼吸频率范围在所述反射声波信号频谱中将所述心跳反射声波信号和所述呼吸反射声波信号进行分离得到心率。

优选地，所述麦克风包括第一麦克风和第二麦克风，所述声波信号包括所述第一麦克风的声波信号和所述第二麦克风的声波信号。

优选地，所述将所述声波信号中的直接声波信号滤除得到所述反射声波信号包括：

通过傅里叶变换计算所述第一麦克风的声波信号r₁(t)和所述第二麦克风的声波信号r₂(t)之间的相对延时δ_t，