基于小波分析和自相關計算的非接觸式生理信號檢測

劉璐瑤，張 森，肖文棟

1) 北京科技大學自動化學院，北京 100083 2) 北京市工業波譜成像工程技術研究中心，北京 100083 3) 北京科技大學順德研究生院，廣東 528399

生理信號蘊含著許多有價值的人體健康信息，可用于疾病的診斷和預防. 一般情況下，在心臟驟停等不良事件發生6～24 h前，心率呼吸等生命體征會出現異常[1]. 近年來，許多可穿戴傳感器被用來檢測生命體征信號，例如心電圖（ECG）、光容積描記（PPG）、呼吸帶等[2?5]. 雖然這些傳感器的測量結果相對準確，但往往給目標對象帶來不適及額外的負擔，特別是對一些特殊的人群如嬰兒和燒傷患者等[6]. 近年來，非接觸式生理信號檢測在睡眠呼吸暫停監測、嬰兒猝死綜合征(SIDS)監測、疲勞監測、臨床醫療、家庭保健等方面受到了越來越多的關注[7?8]. 不同于傳統的測量方法，非接觸式生理信號檢測不需要人體佩戴任何傳感器，不會造成額外的負擔. 非接觸式生理信號檢測方法包括紅外、視頻成像、靜電場、超聲波、電磁波等等. 例如，成像式光電容積描記技術[9]（Imaging photo-plethysmography, IPPG）及遠程光電描記技術[10]（Remote photo-plethysmography, RPPG）使用攝像頭等電子成像設備采集人體體表皮膚視頻信息，經處理提取人體生理參數. 文獻[11]～[12]已經嘗試解決光照環境變化及運動干擾對生理信號檢測的影響，但這對基于IPPG或者RPPG技術的生理信號檢測仍然是一個挑戰. 紅外成像技術[13]也被用于非接觸式生理信號檢測，但易受溫度、天氣等環境因素的影響. 與上述技術相比，毫米波雷達不受光照、溫度等因素影……