一種用于大動態(tài)范圍多普勒生物信號成像方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于大動態(tài)范圍多普勒生物信號成像方法。射頻前端模塊通過天線發(fā)射電磁波到待測運(yùn)動生物體表面；下變頻模塊將反射回來的信號數(shù)字正交下變頻到基帶信號；對基帶信號進(jìn)行動態(tài)圓心追蹤算法去除無用的直流分量并且保留有用的直流分量，再應(yīng)用拓展反正切算法解調(diào)出的相位信息不受到相位模糊度的限制，從而恢復(fù)出被測物體的運(yùn)動信息。本發(fā)明相比于傳統(tǒng)的非接觸式生物信號探測系統(tǒng)只能探測亞波長級別的小幅度運(yùn)動，所述的系統(tǒng)具有多功能和應(yīng)用場景的優(yōu)點(diǎn)，能突破小幅度運(yùn)動的限制，應(yīng)用于數(shù)米級別的多個波長大幅度運(yùn)動的探測,來實現(xiàn)生物醫(yī)療等領(lǐng)域的相關(guān)非接觸大幅度運(yùn)動探測應(yīng)用。
【專利說明】一種用于大動態(tài)范圍多普勒生物信號成像方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及多普勒生物信號成像方法，尤其是涉及一種用于大動態(tài)范圍多普勒生物信號成像方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近幾年來，國內(nèi)外科研工作者在研究使用電磁波進(jìn)行非接觸式心率測量等小幅度運(yùn)動探測方面，取得了很大的進(jìn)展。然而，由于正交基帶信號中直流偏移不確定的問題，一般反正切運(yùn)算的值域限制導(dǎo)致相位模糊度問題，探測大動態(tài)范圍運(yùn)動，尤其是多個電磁波波長級別的大幅度運(yùn)動探測受到了極大的限制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明目的在于提供一種用于大動態(tài)范圍多普勒生物信號成像方法。相比于傳統(tǒng)的非接觸式生物信號探測系統(tǒng)只能探測有限的一個電磁波波長范圍內(nèi)的小幅度運(yùn)動，本發(fā)明具有多功能和多應(yīng)用場景的優(yōu)點(diǎn)，能同時應(yīng)用于數(shù)米級別的40倍以上波長的大幅度運(yùn)動探測，也能與現(xiàn)行的電磁波非接觸測量方案應(yīng)用相同，應(yīng)用于一個電磁波波長范圍內(nèi)的微小幅度運(yùn)動的探測。
[0004]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
[0005]射頻前端模塊通過天線發(fā)射電磁波到待測運(yùn)動生物體表面；下變頻模塊將反射回來的信號數(shù)字正交下變頻 到基帶信號；對基帶信號進(jìn)行動態(tài)圓心追蹤算法去除無用的直流分量并且保留有用的直流分量，再應(yīng)用拓展反正切算法解調(diào)出的相位信息不受到相位模糊度的限制，從而恢復(fù)出被測物體的運(yùn)動信息。
[0006]其具體工作過程如下:
[0007](I)所述射頻前端模塊對著待測運(yùn)動生物體表面發(fā)射單頻載波電磁波信號，經(jīng)過待測運(yùn)動生物體表面被反射，射頻前端模塊接收到反射電磁波信號，并將反射電磁波信號數(shù)字正交下變頻，生成信號Q和信號I兩路，分別滿足:
【權(quán)利要求】
1.一種用于大動態(tài)范圍多普勒生物信號成像方法，其特征在于:射頻前端模塊通過天線發(fā)射電磁波到待測運(yùn)動生物體表面；下變頻模塊將反射回來的信號數(shù)字正交下變頻到基帶信號；對基帶信號進(jìn)行動態(tài)圓心追蹤算法去除無用的直流分量并且保留有用的直流分量，再應(yīng)用拓展反正切算法解調(diào)出的相位信息不受到相位模糊度的限制，從而恢復(fù)出被測物體的運(yùn)動信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于大動態(tài)范圍多普勒生物信號成像方法，其特征在于，其具體工作過程如下: (1)所述射頻前端模塊對著待測運(yùn)動生物體表面發(fā)射單頻載波電磁波信號，經(jīng)過待測運(yùn)動生物體表面被反射，射頻前端模塊接收到反射電磁波信號，并將反射電磁波信號數(shù)字正交下變頻，生成信號Q和信號I兩路，分別滿足:
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于大動態(tài)范圍多普勒生物信號成像方法，其特征在于:所述需要使用動態(tài)圓心追蹤算法獲取坐標(biāo)(DC1U)，DCQ(t));就是將大幅度運(yùn)動劃分為直流偏置和功率不變的小幅度運(yùn)動，每段小幅度段運(yùn)動上，對(DCdDCqMk)的方程求最優(yōu)解:
【文檔編號】A61B5/11GK103948381SQ201410140529
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年4月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月9日
【發(fā)明者】呂勤毅, 冉立新 申請人:浙江大學(xué)