利索能及
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专利号: 201511021806X
申请人: 深圳先进技术研究院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2024-12-09
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种呼吸信号检测方法,其特征在于,包括:采集原始信号,所述原始信号包括非呼吸信号;

对所述原始信号进行预处理,过滤所述非呼吸信号中除噪声以外的其他信号,得到待处理信号;

对所述待处理信号中的未知参数进行极大似然估计;

根据所述极大似然估计的结果,对所述待处理信号进行概率密度统计,得到广义似然比检测器;

根据所述广义似然比检测器对所述待处理信号进行检测。

2.根据权利要求1所述的呼吸信号检测方法,其特征在于,所述对所述原始信号进行预处理,过滤所述非呼吸信号中除噪声以外的其他信号,得到待处理信号包括:对所述原始信号进行快时间线性相位滤波,消除所述原始信号在快时间域的不稳定快时间直流信号;

对所述原始信号进行线性趋势消除,抑制所述原始信号中的杂波信号和线性趋势信号。

3.根据权利要求1所述的呼吸信号检测方法,其特征在于,所述对所述待处理信号中的未知参数进行极大似然估计包括:对信号功率、呼吸频率、占空比因子、随机相位和噪声功率进行极大似然估计;

所述呼吸频率、所述占空比因子和所述随机相位的极大似然估计为:A(qω)=|X(qω)|

其中, 为所述呼吸频率ω的极大似然估计, 为所述占空比因子η的极大似然估计,为所述随机相位 的极大似然估计,q为呼吸谐波阶次,Q为预置的所述呼吸谐波阶次的上限值, 为根据q和η的组合得到的预置的函数值,X(qω)为所述待处理信号中慢时间域观测信号能量的离散时间傅里叶变换,P(qω)为所述X(qω)的相位;

所述信号功率的极大似然估计为:

其中, 为所述信号功率P的极大似然估计,N为所述慢时间域的预置的最大值;

当存在所述呼吸信号时,所述噪声功率的极大似然估计为:其中, 为所述噪声功率σ2在存在所述呼吸信号时的极大似然估计,EM为所述待处理信号中慢时间域观测信号能量;

当不存在所述呼吸信号时,所述噪声功率的极大似然估计为:其中, 为所述噪声功率σ2在不存在所述呼吸信号时的极大似然估计。

4.根据权利要求3所述的呼吸信号检测方法,其特征在于,所述根据所述极大似然估计的结果,对所述待处理信号进行概率密度统计,得到广义似然比检测器包括:根据所述信号功率、所述呼吸频率、所述占空比因子、所述随机相位和所述噪声功率的所述极大似然估计的结果,对所述待处理信号进行概率密度统计,得到广义似然比检测器为:其中,H1表示存在所述呼吸信号,H0表示不存在所述呼吸信号, 为预置的第一门限值。

5.根据权利要求4所述的呼吸信号检测方法,其特征在于,设置所述占空比因子η为固定预设值η0,用η0代替所述占空比因子的极大似然估计,代入所述广义似然比检测器,得到改进后的广义似然比检测器为:其中, 为预置的第二门限值。

6.一种呼吸信号检测装置,其特征在于,包括:采集模块,用于采集原始信号,所述原始信号包括非呼吸信号;

预处理模块,用于对所述原始信号进行预处理,过滤所述非呼吸信号中除噪声以外的其他信号,得到待处理信号;

估计模块,用于对所述待处理信号中的未知参数进行极大似然估计;

统计模块,用于根据所述极大似然估的计结果,对所述待处理信号进行概率密度统计,得到广义似然比检测器;

检测模块,用于根据所述广义似然比检测器对所述待处理信号进行检测。

7.根据权利要求6所述的呼吸信号检测装置,其特征在于,所述预处理模块包括:相位滤波子模块,用于对所述原始信号进行快时间线性相位滤波,消除所述原始信号在快时间域的不稳定快时间直流信号;

趋势消除子模块,用于对所述原始信号进行线性趋势消除,抑制所述原始信号中的杂波信号和线性趋势信号。

8.根据权利要求6所述的呼吸信号检测装置,其特征在于,所述估计模块还用于:对信号功率、呼吸频率、占空比因子、随机相位和噪声功率进行极大似然估计;

所述呼吸频率、所述占空比因子和所述随机相位的极大似然估计为:其中, 为所述呼吸频率ω的极大似然估计, 为所述占空比因子η的极大似然估计,为所述随机相位 的极大似然估计,q为呼吸谐波阶次,Q为预置的所述呼吸谐波阶次的上限值, 为根据q和η的组合得到的预置的函数值,X(qω)为所述待处理信号中慢时间域观测信号能量的离散时间傅里叶变换,P(qω)为所述X(qω)的相位;

所述信号功率的极大似然估计为:

其中, 为所述信号功率P的极大似然估计,N为所述慢时间域的预置的最大值;

当存在所述呼吸信号时,所述噪声功率的极大似然估计为:其中, 为所述噪声功率σ2在存在所述呼吸信号时的极大似然估计,EM为所述待处理信号中慢时间域观测信号能量;

当不存在所述呼吸信号时,所述噪声功率的极大似然估计为:其中, 为所述噪声功率σ2在不存在所述呼吸信号时的极大似然估计。

9.根据权利要求8所述的呼吸信号检测装置,其特征在于,所述统计模块还用于:根据所述信号功率、所述呼吸频率、所述占空比因子、所述随机相位和所述噪声功率的所述极大似然估计的结果,对所述待处理信号进行概率密度统计,得到广义似然比检测器为:其中,H1表示存在所述呼吸信号,H0表示不存在所述呼吸信号, 为预置的第一门限值。

10.根据权利要求9所述的呼吸信号检测装置,其特征在于,所述统计模块还用于:设置所述占空比因子η为固定预设值η0,用η0代替所述占空比因子的极大似然估计,代入所述广义似然比检测器,得到改进后的广义似然比检测器为:其中, 为预置的第二门限值。