本發(fā)明涉及智能監(jiān)測，具體涉及一種基于智能終端多模信息融合的信息生成方法。

背景技術(shù)：

1、智能健康監(jiān)測技術(shù)是健康管理的重要組成部分。傳統(tǒng)監(jiān)測技術(shù)依賴于專用設(shè)備，如智能手環(huán)、智能手表、呼吸腰帶等。然而，這些額外的設(shè)備往往檢測不夠精準(zhǔn)，且容易被用戶遺忘，導(dǎo)致其應(yīng)用場景有限。

2、在實現(xiàn)本發(fā)明的過程中發(fā)現(xiàn)，相關(guān)技術(shù)中的監(jiān)測方法，例如利用攝像頭檢測面部血流變化推算心跳信息，或通過麥克風(fēng)捕捉呼吸聲波進(jìn)行呼吸監(jiān)測等，容易受到監(jiān)測手法、環(huán)境噪聲或光照變化的干擾，影響監(jiān)測的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、鑒于上述問題，本發(fā)明提供了一種基于智能終端多模信息融合的信息生成方法。

2、該基于智能終端多模信息融合的信息生成方法應(yīng)用于智能終端和云平臺，智能終端中包括聲波發(fā)射單元、聲波回收單元、慣性測量單元，該方法包括：

3、將智能終端放置于被測對象的胸腔部位；

4、利用聲波發(fā)射單元發(fā)射預(yù)定頻段的第一聲波信號，以便第一聲波信號經(jīng)胸腔部位反射后形成第二聲波信號，并由聲波回收單元回收第二聲波信號；

5、在發(fā)射第一聲波信號的同時，利用慣性測量單元測量得到胸腔部位的體動信號，其中，體動信號包括加速度信號和角速度信號；

6、利用云平臺接收由智能終端發(fā)送的第二聲波信號和體動信號，并基于第二聲波信號和體動信號，計算得到被測對象的心跳表征信息和呼吸表征信息；

7、利用智能終端對由云平臺發(fā)送的心跳表征信息和呼吸表征信息進(jìn)行可視化展示。

8、根據(jù)本發(fā)明的實施例，心跳表征信息包括心跳頻率信息和心跳間隔信息；

9、基于第二聲波信號和體動信號，計算得到被測對象的心跳表征信息包括：

10、分別對第二聲波信號和體動信號進(jìn)行心跳信號的提取以及歸一化處理，得到參考心跳聲波信號和目標(biāo)心跳體動信號；

11、對參考心跳聲波信號進(jìn)行數(shù)據(jù)對齊處理得到目標(biāo)心跳聲波信號，以使得目標(biāo)心跳聲波信號的數(shù)據(jù)表征模態(tài)與目標(biāo)心跳體動信號的數(shù)據(jù)表征模態(tài)一致；

12、基于目標(biāo)心跳聲波信號和目標(biāo)心跳體動信號，計算得到被測對象的心跳頻率信息；

13、以心跳頻率信息為參考，基于目標(biāo)心跳體動信號，計算得到被測對象的心跳間隔信息。

14、根據(jù)本發(fā)明的實施例，對參考心跳聲波信號進(jìn)行數(shù)據(jù)對齊處理得到目標(biāo)心跳聲波信號包括：

15、對參考心跳聲波信號進(jìn)行二階差分處理，得到目標(biāo)心跳聲波信號。

16、根據(jù)本發(fā)明的實施例，對參考心跳聲波信號進(jìn)行二階差分處理，得到目標(biāo)心跳聲波信號包括：

17、

18、其中：

19、q(t)為參考心跳聲波信號；

20、r(t)為目標(biāo)心跳聲波信號；

21、為當(dāng)前采樣周期的參考心跳聲波信號；

22、、、分別為之后第1、2、3個采樣周期的參考心跳聲波信號；

23、、、分別為之前第1、2、3個采樣周期的參考心跳聲波信號。

24、根據(jù)本發(fā)明的實施例，基于目標(biāo)心跳聲波信號和目標(biāo)心跳體動信號，計算得到被測對象的心跳頻率信息包括：

25、對目標(biāo)心跳聲波信號進(jìn)行希爾伯特變換，得到變換聲波信號，對目標(biāo)心跳體動信號進(jìn)行希爾伯特變換，得到多個變換體動信號；

26、分別獲取變換聲波信號和多個變換體動信號的包絡(luò)線，得到聲波信號包絡(luò)和多個體動信號包絡(luò)；

27、分別對聲波信號包絡(luò)和多個體動信號包絡(luò)進(jìn)行自相關(guān)計算，得到第一自相關(guān)函數(shù)曲線和多個第二自相關(guān)函數(shù)曲線；

28、基于第一自相關(guān)函數(shù)曲線的波動峰值，以及預(yù)設(shè)的心跳周期范圍閾值，確定第一心跳周期候選值；

29、基于多個第二自相關(guān)函數(shù)曲線的波動峰值，以及心跳周期范圍閾值，確定多個第二心跳周期候選值；

30、基于第一心跳周期候選值和多個第二心跳周期候選值，計算得到被測對象的心跳頻率信息。

31、根據(jù)本發(fā)明的實施例，以心跳頻率信息為參考，基于目標(biāo)心跳體動信號，計算得到被測對象的心跳間隔信息包括：

32、讀取目標(biāo)心跳體動信號的多個局部峰值；

33、以心跳頻率信息為參考，從多個局部峰值中確定多個目標(biāo)峰值；

34、基于多個目標(biāo)峰值的數(shù)量，計算得到被測對象的心跳間隔信息。

35、根據(jù)本發(fā)明的實施例，分別對第二聲波信號和體動信號進(jìn)行心跳信號的提取包括：

36、基于第一濾波頻段，利用帶通濾波器分別對第二聲波信號和體動信號進(jìn)行濾波處理，其中，第一濾波頻段為：1hz-45hz。

37、根據(jù)本發(fā)明的實施例，基于第二聲波信號和體動信號，計算得到被測對象的呼吸表征信息包括：

38、分別對第二聲波信號和體動信號進(jìn)行呼吸信號的提取以及歸一化處理，得到目標(biāo)呼吸聲波信號和目標(biāo)呼吸體動信號；

39、基于目標(biāo)呼吸聲波信號和目標(biāo)呼吸體動信號，計算得到被測對象的呼吸表征信息。

40、根據(jù)本發(fā)明的實施例，其特征在于，分別對第二聲波信號和體動信號進(jìn)行呼吸信號的提取包括：

41、基于第二濾波頻段，利用帶通濾波器分別對第二聲波信號和體動信號進(jìn)行濾波處理，其中，第二濾波頻段為：0.1hz-0.4hz。

42、根據(jù)本發(fā)明的實施例：

43、聲波發(fā)射單元包括揚聲器或聽筒；

44、聲波回收單元包括麥克風(fēng)；

45、慣性測量單元包括三軸加速度計和三軸陀螺儀。

46、采用慣性測量單元測量的方法，優(yōu)勢在于單點測量精度較高，但是缺點在于受用戶操作手法的限制，若沒有置于比較精準(zhǔn)的位置，則測量精度較低。反之，采用聲波測量的方法，聲波輻射范圍較廣，不受安裝位置的限制，但是聲波容易受到周圍環(huán)境的干擾，混入環(huán)境中的其他干擾信號，測量精度無法保證，數(shù)據(jù)處理難度較大。本發(fā)明實施例的方法，云平臺通過將聲波信號和慣性測量單元的體動信號進(jìn)行融合處理，結(jié)合了兩種方法各自的優(yōu)勢，實現(xiàn)對呼吸率、心率等關(guān)鍵信息的提取，可得到更加精準(zhǔn)、可靠的心率和呼吸檢測，避免了傳統(tǒng)方法的局限性，為智能終端提供了一種新的健康監(jiān)測能力。

技術(shù)特征：

1.基于智能終端多模信息融合的信息生成方法，其特征在于，所述方法應(yīng)用于智能終端和云平臺，所述智能終端中包括聲波發(fā)射單元、聲波回收單元、慣性測量單元，所述方法包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述心跳表征信息包括心跳頻率信息和心跳間隔信息；

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，對所述參考心跳聲波信號進(jìn)行數(shù)據(jù)對齊處理得到目標(biāo)心跳聲波信號包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，對所述參考心跳聲波信號進(jìn)行二階差分處理，得到目標(biāo)心跳聲波信號包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，基于所述目標(biāo)心跳聲波信號和所述目標(biāo)心跳體動信號，計算得到所述被測對象的心跳頻率信息包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，以所述心跳頻率信息為參考，基于所述目標(biāo)心跳體動信號，計算得到所述被測對象的心跳間隔信息包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，分別對所述第二聲波信號和所述體動信號進(jìn)行心跳信號的提取包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述第二聲波信號和所述體動信號，計算得到所述被測對象的呼吸表征信息包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，分別對所述第二聲波信號和所述體動信號進(jìn)行呼吸信號的提取包括：

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種基于智能終端多模信息融合的信息生成方法，該方法包括：將智能終端放置于被測對象的胸腔部位；利用聲波發(fā)射單元發(fā)射預(yù)定頻段的第一聲波信號，以便第一聲波信號經(jīng)胸腔部位反射后形成第二聲波信號，并由聲波回收單元回收第二聲波信號；在發(fā)射第一聲波信號的同時，利用慣性測量單元測量得到胸腔部位的體動信號；利用云平臺接收由智能終端發(fā)送的第二聲波信號和體動信號，并基于第二聲波信號和體動信號，計算得到被測對象的心跳表征信息和呼吸表征信息；利用智能終端對由云平臺發(fā)送的心跳表征信息和呼吸表征信息進(jìn)行可視化展示。

技術(shù)研發(fā)人員：張冬,楊忠銀,孫秀芬,孫啟彬
受保護的技術(shù)使用者：合肥中科知奇信息科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/8