雷达式生命探测仪中人体数量识别技术的研究.pdf

第24卷第1期北京生物医学工程Vo1．24No．1
2005年2月BeijingBiomedicalEngineeringFeb．20o5

雷达式生命探测仪中人体数量识别技术的研究

路国华杨国胜王健琪荆西京

摘要针对雷达式生命探测仪穿墙检测到人体的呼吸信号的非平稳特性，采用短时傅里叶变换、频谱图，
对单人、多人的呼吸信号进行分析，并通过奇异值分解有效地提取特征矢量进行模式识别，能够成功地识别单
人和多人。实验结果表明，基于短时傅里叶变换的奇异值分解法能够稳定、有效地提取特征矢量，从而达到对
雷达式生命探测仪中人体数量的较准确地识别。
关键词雷达式生命探测仪短时傅里叶变换频谱图奇异值分解模式识别
中图分类号R318．6文献标识码A文章编号1002—3208(2005)01—0029—04

StudyontheTechnologytoRecognizetheNumberofthePeoplebyMeansofLife—DetectorBasedonRadarLUGuohua，

YANGGuosheng，WANGJianqi，JINGxijing．BiomedicalEngineeringDepartment，FourthMilitaryMedical瑙，Xi’

nn．Shanxiprovince710032
【Abstract】T0recognizethenumberofthepeop1eusingthelife-detectorbasedonradarwhenpenetmtingthewall，apirationsls,~a
identificationmethodbasedonshorttimefouriertransform(STFT)ispresentedinthispaper．Tofullyutilizethenonstationarycharacterofthe
respirationsigna1．sTFrrisemployedtogetthesignal’Stime—frequencyrepresentation．Singularvaluedecomposition(SVD)isthenusedinthe

spectrogramtoextractfeaturevectorforpatternidentification．Singlepeopleandmulti-peopleCallbeidentifiedfromtherespirationsensedbythe

life-detectorbasedonradar．ExperimentalresultsshowthatthemethodbasedonSⅡTandSVDisstableandefficienttoidentifythenumberofthe

people．
【Keywords】life—Detect0rbased0nradarsnspectr0gramSVDpattemidentificati0n

雷达式生命探测仪。是融合雷达技术、生物探测到生命体的存在，而且关注人体的数量。因
医学工程技术于一体，可穿透非金属介质(砖墙、此，本课题需要研究一种技术能够解决雷达式生命
废墟等)，不需要任何电极或传感器接触生命体，探测仪中人体数量(单人或多人)识别(盲探)的
可在较远的距离内探测到生命体的生命信号(呼问题，实现计算机的自动化识别。
吸、体动)的一种特殊电子装置。该探测仪克服了
1材料和方法
基于激光、红外生命探测仪受温度影响严重、遇物
体阻挡失效的问题，也克服了超声探测空间传播衰1．1材料和仪器
减大、受环境杂物反射干扰、水、冰、泥土阻挡失雷达式生命探测仪由本课题组提供；采集卡采
效的问题。采用该探测仪检测生命信息，不仅弥补用PC／104总线结构(外购)；实验对象为3名男性
了接触式检测技术的局限性(需要电极、传感器接青年；选用Matlab6．1对数据结果进行分析和处理。
触人体)；而且还弥补采用激光、红外、声波等探1．2方法
测人体生命信息的局限性(穿透力弱)，因此近年传统的人体生理信号识别方法通常提取时域或
来倍受国内外学者的关注。频域统计特征用作模式识别，或者通过对人体的生
雷达式生命探测仪可广泛应用于灾害救援(地理信号建立时间序列参数模型，提取AR模型系数
震、塌方伤员的探寻)、反恐斗争(隔墙监控罪犯、作为分类的特征矢量，这些方法仅仅是在时域或者
解救人质)等场合。在这些应用场合不仅关注是否频域中分析数据，并且将人体的生理信号视为平稳
信号或分段平稳信号。而采用雷达式生命探测仪探
基金项目：第四军医大学博士学位论文课题基金资助测到人体的呼吸信号，通过大量的实验分析得到：
作者单位：第四军医大学生物医学工程系(西安7100