基于時頻信息融合網絡的非干擾呼吸檢測方法①

沈建飛 陳益強 谷 洋

(*移動計算與新型終端北京市重點實驗室 北京 100190)(**中國科學院計算技術研究所 北京 100190)(***中國科學院大學 北京 100049)

0 引 言

針對生理信號的非干擾感知研究，受到越來越多的重視，因為其可以在不對用戶產生任何干擾的前提下，進行基本的生理信號采集。同時，非干擾感知的方法對于特定場景，如睡眠監測等方面有特殊的優勢。

呼吸是較常用的生理信號，目前呼吸的傳統檢測方式有阻抗式、光電容積脈搏波描記、呼吸感應體積描記、心電信號提取法等方法。這些方法雖然測量結果較準確，但是都需要與用戶有直接的身體接觸，將傳感器或面罩緊貼皮膚進行檢測[1]，大幅降低了用戶在檢測過程中的舒適度，只適用于短時間內的檢測，無法滿足用戶對生理信息的長期監測需求。尤其是對睡眠中的呼吸檢測和燒傷病人、部分皮膚病人的生理數據檢測，接觸式的方法都會對用戶造成一定的負面影響，甚至二次傷害[2-6]。

非干擾的呼吸檢測，目前的研究主要集中于使用視頻[7]、熱力圖[8]、超聲波[9]、WiFi[10,11]、雷達[12-14]等方式來實現對用戶生理參數的收集，再通過信號處理、信號識別等技術提取周期信息，實現呼吸頻率的實時檢測。其中，通過雷達方式進行呼吸檢測的方法，在用戶相對靜止的情況下有更好的識別效果，因電磁波能夠穿透衣物、被褥，直接傳播到人體表面[15]，因此其能夠更直接地檢測到人體胸腔的振動，計算得到更準確的呼吸信息[16]。……