文档名：基于新模态小波包分解的超宽带雷达生命体征信号去噪算法
摘要：超宽带雷达具有高分辨率,穿透能力强,低功耗等优势,工作时人体无需接触任何电极或传感器,可以穿透衣服、废墟等非金属介质在较远的距离内检测人体生命体征信息,在非接触式生命体征检测方面具有很重要的应用价值.由于人类心跳信号容易被呼吸谐波和其他噪声干扰,为了准确提取人体生命体征信号,提出一种基于改进的自适应噪声集合经验模态分解(ICEEMDAN)与小波包分解(WPD)结合的生命体征信号去噪方法.先通过超宽带雷达测量待测者的生命体征,获取人体所在空间位置提取出体表微动信号,对体表振动信号进行补偿与欠采样处理;利用ICEEMDAN-WPD的阈值去噪方法对微动信号进行模态分解,选取合适的模态分量去噪并进行重构,获取人体心跳微动信号的时频特征.实验结果表明,该算法相较于传统的去噪算法将相关系数提高到了0.9405,信噪比提高到了9.0938dB,保留更多的生命体征信息的同时拥有更高的信噪比,可有效应用于生命体征检测领域.
Abstract：Ultra-widebandradarhastheadvantagesofhighresolution,strongpenetrationability,lowpowerconsumption,etc.Thehumanbodydoesnotneedtocontactanyelectrodesorsensorswhentheultra-widebandradarisinoperation,anditcanpenetratethroughnon-metallicmediasuchasclothesandruins,anddetecttheinformationofhumanvitalsignsatalongdistance.Ithasanimportantapplicationvalueinnon-contactvitalsignsdetection.Sincethehumanheartbeatsignaliseasilyinterferedbyrespiratoryharmonicsandothernoises,inordertoaccuratelyextractthehumanvitalsigns,vitalsignssignaldenoisingmethodbasedonthecombinationofimprovedadaptivenoiseensembleempiricalmodaldecomposition(ICEEMDAN)andwaveletpacketdecomposition(WPD)isproposed.Firstly,wemeasurethevitalsignsofthepersontobemeasuredbyultra-widebandradar,obtainthespatiallocationofthehumanbodytoextractthemicro-motionsignalsfromthebodysurface,andperformcompensationandunder-samplingprocessingforthevibrationsignalsofthebodysurface;weusethethresholddenoisingmethodofICEEMDAN-WPDtocarryoutmodaldecompositionofthemicro-motionsignals,selectappropriatemodalcomponentsfordenoisingandreconstruction,andobtainthetime-frequencycharacteristicsofthemicro-motionsignalsofthehumanheartbeat.Theexperimentalresultsshowthatthealgorithmimprovesthecorrelationcoefficientto0.9405andthesignal-to-noiseratioto9.0938dBcomparedwiththetraditionaldenoisingalgorithm,whichretainsmorevitalsignsinformationandhashighersignal-to-noiseratio,anditcanbeeffectivelyusedinthefieldofvitalsignsdetection.
作者：余慧敏 朱姣姿Author：YuHuimin ZhuJiaozi
作者单位：湖南师范大学信息科学与工程学院长沙410006
刊名：电子测量与仪器学报 ISTICPKU
Journal：JournalofElectronicMeasurementandInstrumentation
年，卷(期)：2024, 38(3)
分类号：TM931TN98
关键词：超宽带 自适应 集合经验模态分解 小波包分解 生命体征
Keywords：UWB adaptive EEMD WPD vitalsigns
机标分类号：TN958.2TP368.1TH772.2
在线出版日期：2024年7月8日
基金项目：国家自然科学基金，湖南省自然科学基金项目基于新模态-小波包分解的超宽带雷达生命体征信号去噪算法[
期刊论文] 电子测量与仪器学报--2024, 38(3)余慧敏 朱姣姿超宽带雷达具有高分辨率,穿透能力强,低功耗等优势,工作时人体无需接触任何电极或传感器,可以穿透衣服、废墟等非金属介质在较远的距离内检测人体生命体征信息,在非接触式生命体征检测方面具有很重要的应用价值.由于人类...参考文献和引证文献
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