Development of robust non-contact heart rate detection system using high order statistics to interference

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K04094
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 21030:Measurement engineering-related
• Research Institution: Tottori University
• Principal Investigator: Sasaoka Naoto 鳥取大学, 工学研究科, 教授 (80432607)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 岡本 芳晴 鳥取大学, 農学部, 教授 (50194410)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: ミリ波ドップラーレーダ / 心拍検出 / 高次統計量 / 信号処理 / 適応ノッチフィルタ

Outline of Final Research Achievements

Non-contact heartbeat detection using millimeter-wave Doppler radar has attracted much attention. However, its use is limited. This is because the heartbeat component in the radar output signal is very weak, and the detection accuracy is significantly degraded by respiratory harmonics, intermodulation waves caused by respiration and heartbeat, body motion, and noise. In this study, we proposed a method to suppress and remove these interference and noise components, and confirmed its effectiveness through experiments.

Free Research Field

ディジタル信号処理

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

レーダによる非接触心拍検出において精度劣化の原因となる呼吸高調波、呼吸と心拍による相互変調波、体動、雑音を抑圧、除去する手法として３次統計量の周波数解析であるバイスペクトルと適応ノッチフィルタを用いた。バイスペクトルや適応ノッチフィルタの新たな利用方法を確立し、信号処理、センサ分野における新たな知見を与えた。また、実用化はされてはいたが利用が広がらなかったドップラーレーダによる非接触心拍検出手法について、その応用範囲が大幅に広がることが期待できる。