【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于生物医学信号处理领域，具体是一种通过远程光电容积描记法(rppg)或者接触式光电容积描记法(ppg)提取呼吸信号的幅频解调算法
技术介绍
0、技术背景
1、呼吸信号作为监测人体生理状态的重要参数之一，广泛应用于临床诊断和健康管理领域。传统的呼吸信号提取方法通常依赖于心率变异性(hrv)相关的指标，如呼吸诱导基线强度变化(riiv)、呼吸诱导频率变异(rifv)和呼吸诱导幅度变异(riav)。这些指标基于呼吸性窦性心律失常(rsa)现象，即吸气时，肺部拉伸受体抑制迷走神经元活动，导致心率升高；呼气时抑制作用减弱，心率下降，从而产生心率的周期性波动。
2、虽然这些传统方法在理想条件下表现良好，但它们对信号采样频率、视频帧率和信噪比(snr)有较高要求。在实际应用中，尤其是在复杂环境或低信噪比条件下，这些方法的准确性显著下降，呼吸信号难以可靠提取，限制了其广泛应用。因此，亟需一种更加鲁棒的呼吸信号提取算法，能够在低信噪比环境下保持高精度和稳定性。
技术实现思路
1、本专利技术提出了一种基于bvp信号的幅频解调算法，用于通过远程光电容积描记法(rppg)或者接触式光电容积描记法(ppg)提取呼吸信号。该算法通过对rppg或者ppg采集到的脉搏波信号(bvp信号)进行预处理、频率追踪、调频解调、调幅解调以及信号融合，有效解决了传统方法在低信噪比环境中的局限性。与传统的基于心率变异性(hrv)的提取方法相比，本专利技术的算法在复杂环境中表现更为鲁棒，能够在
2、具体来说，本专利技术的主要创新点体现在以下几个方面：
3、1.预处理过程的优化：通过对bvp信号的滤波、重采样及奇异值滤波，去除低频噪声和伪影，增强信号质量。相较于传统方法中依赖高质量采样条件，本专利技术在信号预处理中引入了降维算法，尤其适用于远程rppg信号，能有效提升信噪比，并在多种复杂背景下保持稳定。
4、2.频域追踪和调频相干解调：本专利技术通过对bvp信号中的基频及其谐波进行追踪，精准捕捉呼吸信号的频率变化。在频率调制解调过程中，采用数字相干解调算法，在低信噪比条件下，仍能有效提取呼吸信号中的调频分量。尤其在受运动伪影或环境光变化影响时，本专利技术的频率解调步骤能够保持较高的抗干扰性。
5、3.调幅解调过程的改进：本专利技术在幅度解调方面，通过对恢复后的载波信号进行相干幅度解调，提取出呼吸信号的幅度变化。通过该技术，能够有效地分离心率变化与呼吸信号的幅度变化，提高了呼吸信号的提取精度，解决了传统方法在幅度提取方面对高信噪比环境的依赖问题。
6、4.信号融合与优化：为了进一步提升解调后的呼吸信号质量，本专利技术结合了调频解调和调幅解调结果，计算其相关性系数并根据信噪比进行线性融合。此步骤最大化了信噪比的提升，增强了解调信号的鲁棒性，使得提取的呼吸信号在各类环境下均能保持较高的准确度。
7、总的来说，本专利技术的幅频解调算法通过多层次的信号处理和融合，极大地提升了呼吸信号的提取精度和适应性，适用于低信噪比环境、复杂背景下的远程和接触式bvp信号的提取和应用。
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1.一种通过远程光电容积描记法(rPPG)或者接触式光电容积描记法(PPG)提取呼吸信号的幅频解调算法，其主要特征包括：
2.根据权利要求1所述的呼吸信号提取的方法，针对S1中对BVP信号进行预处理，其主要特征在于1.根据信号采集设备的硬件特性组合多种信号处理环节，包括后置的带通滤波器，针对于rPPG信号的信号降维算法，滤波算法，信号增强算法等，针对PPG设备的奇异值滤波，中值滤波等。在引入最小非线性畸变的情况下最大程度的提高BVP信号的信噪比2.使用CZT得到感兴趣频率范围BVP信号的时频谱，并对时频谱上的心率及其谐波谱线进行追踪，得到当前时间窗的估计心率。
3.根据权利要求1所述的呼吸信号提取的方法，针对S2中调频呼吸信号解调方法，主要特征在于在频谱上使用数字相干解调算法，在基频以及一次谐波处对呼吸性窦性心律失常带来的调频呼吸信号进行解调，得到时间窗内的调频呼吸信号波形。
4.根据权利要求1所述的呼吸信号提取的方法，针对S3中调幅呼吸信号解调方法，其特征在于对估计的心率值以及提取到的呼吸信号调频成分分量恢复未经幅度调制原始信号，在心率以及谐
5.根据权利要求1所述的基于rPPG的呼吸信号提取的方法，针对S4呼吸信号融合方法，主要特征在于计算时间窗内的多个调幅调频呼吸信号的相关性系数以及信噪比，根据不同信号的相关性以及信噪比进行线性融合，最大程度的提高幅频解调呼吸信号的信噪比，并将各个时间窗信号进行重叠相加得到最终的解调呼吸信号。
6.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-5任一所述的在脉搏波信号中提取呼吸信号的幅频解调算法的方法。
7.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时使得处理器执行如权利要求1至5中任一项所述方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种通过远程光电容积描记法(rppg)或者接触式光电容积描记法(ppg)提取呼吸信号的幅频解调算法，其主要特征包括：
2.根据权利要求1所述的呼吸信号提取的方法，针对s1中对bvp信号进行预处理，其主要特征在于1.根据信号采集设备的硬件特性组合多种信号处理环节，包括后置的带通滤波器，针对于rppg信号的信号降维算法，滤波算法，信号增强算法等，针对ppg设备的奇异值滤波，中值滤波等。在引入最小非线性畸变的情况下最大程度的提高bvp信号的信噪比2.使用czt得到感兴趣频率范围bvp信号的时频谱，并对时频谱上的心率及其谐波谱线进行追踪，得到当前时间窗的估计心率。
3.根据权利要求1所述的呼吸信号提取的方法，针对s2中调频呼吸信号解调方法，主要特征在于在频谱上使用数字相干解调算法，在基频以及一次谐波处对呼吸性窦性心律失常带来的调频呼吸信号进行解调，得到时间窗内的调频呼吸信号波形。
4.根据权利要求1所述的呼吸...
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