TWI784823B - 量測生理訊號方法及生理訊號量測裝置 - Google Patents

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Abstract

一種量測生理訊號方法包含以下步驟：偵測目標物之第一生理訊號；藉由雷達感測器接收第一生理訊號，以產生第一訊號及第二訊號；選擇第一訊號及第二訊號其中一者，以產生複數個原始訊號，其中第一訊號及第二訊號之間包含相位差；以及根據複數個原始訊號產生心跳訊號及呼吸訊號。

Description

量測生理訊號方法及生理訊號量測裝置
本案涉及一種電子裝置及方法。詳細而言，本案涉及一種生理訊號量測裝置及量測生理訊號方法。
現今監測人體生理訊號的技術大致上分為接觸式裝置所量測到的心電訊號及使用紅光或綠光的攝影機感測所量測到的光體積變化訊號。由於接觸式裝置需碰觸人體，可能使得受測者感到不適。
此外，由於使用紅光或綠光的攝影機進行感測，光體積變化訊號易受光源影響。同時，攝影機有時會擷取到受測者之臉部資訊，導致衍生隱私個資問題。
因此，上述技術尚存諸多缺陷，而有待本領域從業人員研發出其餘適合的生理訊號量測裝置。
本案的一面向涉及一種量測生理訊號方法。量測生理訊號方法包含以下步驟：偵測目標物之第一生理訊號；藉由雷達感測器接收第一生理訊號，以產生第一訊號及第二訊號；選擇第一訊號及第二訊號其中一者，以產生複數個原始訊號，其中第一訊號及第二訊號之間包含相位差；以及根據複數個原始訊號擷取目標物之心跳訊號及呼吸訊號。
本案的另一面向涉及一種生理訊號量測裝置。生理訊號量測裝置包含雷達感測器及處理器。雷達感測器用以發射感測訊號以偵測目標物之生理訊號。雷達感測器用以根據生理訊號產生第一訊號及第二訊號。處理器耦接於雷達感測器。處理器選擇第一訊號及第二訊號其中一者，以產生複數個原始訊號。第一訊號及第二訊號之間包含相位差。處理器用以根據複數個原始訊號以擷取目標物之心跳訊號及呼吸訊號。
以下將以圖式及詳細敘述清楚說明本案之精神，任何所屬技術領域中具有通常知識者在瞭解本案之實施例後，當可由本案所教示之技術，加以改變及修飾，其並不脫離本案之精神與範圍。
本文之用語只為描述特定實施例，而無意為本案之限制。單數形式如“一”、“這”、“此”、“本”以及“該”，如本文所用，同樣也包含複數形式。
關於本文中所使用之『包含』、『包括』、『具有』、『含有』等等，均為開放性的用語，即意指包含但不限於。
關於本文中所使用之用詞（terms），除有特別註明外，通常具有每個用詞使用在此領域中、在本案之內容中與特殊內容中的平常意義。某些用以描述本案之用詞將於下或在此說明書的別處討論，以提供本領域技術人員在有關本案之描述上額外的引導。
第1圖為根據本案一些實施例繪示的生理訊號量測裝置100之電路方塊示意圖。在一些實施例中，生理訊號量測裝置100包含雷達感測器110、處理器120、放大器電路130、迴路濾波器140、頻率合成器150及參考訊號源160。
在一些實施例中，雷達感測器110耦接於放大器電路130、迴路濾波器140及頻率合成器150。在一些實施例中，處理器120耦接於放大器電路130。在一些實施例中，頻率合成器150耦接於迴路濾波器140及參考訊號源160。
在一些實施例中，雷達感測器110用以發射感測訊號S1以偵測及接收目標物O之生理訊號PS1。雷達感測器110用以根據生理訊號PS1產生第一訊號I及第二訊號Q。處理器120選擇第一訊號I及第二訊號Q其中一者，以產生複數個原始訊號。第一訊號I及第二訊號Q之間包含相位差。處理器120用以根據複數個原始訊號以擷取目標物O之心跳訊號及呼吸訊號。在一些實施例中，目標物O包含人類及實驗動物。在一些實施例中，以本案生理訊號量測裝置100量測目標物O時，目標物O主要為處於靜止狀態中。
在一些實施例中，雷達感測器110包含毫米波雷達。在一些實施例中，雷達感測器110發射之感測訊號S1之頻率約為2.4GHZ。
在一些實施例中，雷達感測器110包含無線高頻電路111及雷達感測器晶片112。無線高頻電路111包含雷達射頻發射端天線Tx(Transmit)及用來捕捉反射電磁波的接收天線Rx(Receive)。在一些實施例中，雷達射頻發射端天線Tx用以發射感測訊號S1。接收天線Rx用以接收生理訊號PS1。生理訊號PS1為感測訊號S1發射至目標物O之胸口位置(即接近心臟位置)，並產生反射的電磁波訊號。在一些實施例中，無線高頻電路111包含複數個波束可調液晶天線元件。複數個波束可調液晶天線元件皆可用以發射感測訊號S1及接收生理訊號PS1。在一些實施例中，雷達感測器晶片112用以控制雷達射頻發射端天線Tx發射感測訊號S1。雷達感測器晶片112用以將接收到的生理訊號PS1分為第一訊號I及第二訊號Q。本案之雷達感測器110主要採用波束可調液晶天線元件，而波束可調液晶天線元件之操作將於後續段落介紹。
在一些實施例中，雷達感測器110發射感測訊號S1至目標物O之距離大約介於0.1公尺(m)至8公尺(m)。感測訊號S1的水平角度之發射範圍約為150度。
在一些實施例中，處理器120包含但不限於單一處理器以及多個微處理器之集成，例如，中央處理器(Central Processing Unit, CPU)或繪圖處理器(Graphic Processing Unit, GPU)及微控制器（microcontroller unit, MCU）。處理器120將中央處理器、記憶體、定時器/計數器（timer/counter）及複數種輸入輸出介面之電子元件整合在一塊積體電路晶片上的微型計算機。在一些實施例中，處理器120更用以輸出心跳訊號及呼吸訊號至電子裝置900。電子裝置900包含顯示面板。顯示面板用以提供圖形使用者介面(Graphical User Interface, GUI)。在一些實施例中，電子裝置900包含手機、電腦、筆記型電腦及穿戴式裝置其中一者。
在一些實施例中，放大器電路130包含第一放大器131及第二放大器132。第一放大器131及第二放大器132皆包含基頻帶放大器(baseband amplifier)。在一些實施例中，放大器電路130用以傳送雷達感測器110之第一訊號I及第二訊號Q，並用以提高第一訊號I及第二訊號Q之複數個輸出功率。在一些實施例中，第二放大器132用以傳送第一訊號I，並用以提高第一訊號I之輸出功率。在一些實施例中，第一放大器131用以傳送第二訊號Q，並用以提高第二訊號Q之輸出功率。須說明的是，第一訊號I及第二訊號Q為不同資料通道的訊號，第一訊號I及第二訊號Q之間具有相位差。
在一些實施例中，迴路濾波器140用以決定生理訊號量測裝置100之內部電路(圖中未示)的頻寬、將參考訊號源160之參考訊號轉換成控制電壓。迴路濾波器140更用以去除生理訊號PS1中干擾的高頻訊號。
在一些實施例中，頻率合成器150用以根據一個參考訊號或複數個參考訊號，產生複數個離散頻率信號。
在一些實施例中，參考訊號源160用以提供一個參考訊號或複數個參考訊號至頻率合成器150。
在一些實施例中，迴路濾波器140、頻率合成器150及參考訊號源160之組合為鎖相迴路。迴路濾波器140、頻率合成器150及參考訊號源160之組合用以解調變訊號(例如：生理訊號PS1)、從高雜訊的通訊頻道(例如：生理訊號PS1)中恢復原始訊號、產生頻率為輸入訊號頻率整數倍的頻率、或在數位電路中產生準確的時鐘脈衝訊號。
第2圖為根據本案一些實施例繪示的生理訊號量測裝置100之波束可調液晶天線元件示意圖。在一些實施例中，請參閱第1圖及第2圖，第2圖為第1圖所示之生理訊號量測裝置100採用波束可調的液晶天線。
在一些實施例中，無線高頻電路111包含複數個波束可調液晶天線元件(例如：波束可調液晶天線元件LCA1、波束可調液晶天線元件LCA2及波束可調液晶天線元件LCA3)。複數個波束可調液晶天線元件皆用以發射感測訊號S1以接收生理訊號PS1。在一些實施例中，複數個波束可調液晶天線元件排列為如第2圖之陣列。在一些實施例中，複數個波束可調液晶天線元件之位置可根據實際需求設置，不以圖式實施例為限。在一些實施例中，波束可調液晶天線元件LCA1及波束可調液晶天線元件LCA2為同一橫列之天線，如圖式中彼此互相耦接。波束可調液晶天線元件LCA1及波束可調液晶天線元件LCA3為同一直行之天線，如圖式中彼此不互相耦接。須說明的是，不同橫列之天線所發射感測訊號之波束方向可相同或不相同。
在一些實施例中，請參閱第1圖及第2圖，右側放大圖ZI為波束可調液晶天線元件LCA1於三維空間中之放大圖。波束可調液晶天線元件LCA1用以沿第一波束方向D1發射感測訊號S1。波束可調液晶天線元件LCA1根據雷達感測器110之控制訊號改變感測訊號S1之發射方向為波束方向D2、波束方向D3、波束方向D4、波束方向D5或波束方向D6。其中波束方向D1、波束方向D2、波束方向D3、波束方向D4、波束方向D5及波束方向D6於三維空間中互相不平行。須說明的是，透過改變饋入複數個波束可調液晶天線元件的訊號的相位來操縱輻射方向，無須改變波束可調液晶天線元件之位置。須說明的是，三維空間之座標軸方向分別為X軸、Y軸及Z軸。
在一些實施例中，為使本案量測生理訊號方法300易於理解，請一併參閱第1圖至第3圖。第3圖為根據本案一些實施例繪示的量測生理訊號方法300之步驟流程示意圖。在一些實施例中，量測生理訊號方法300可由本案生理訊號量測裝置100所執行。
於步驟310中，發射感測訊號。在一些實施例中，請參閱第1圖至第3圖，生理訊號量測裝置100之雷達感測器110發射感測訊號S1。
於步驟320中，偵測目標物之生理訊號。在一些實施例中，請參閱第1圖至第3圖，生理訊號量測裝置100之雷達感測器110將接收生理訊號PS1後，生理訊號量測裝置100執行步驟330。在一些實施例中，雷達感測器110判斷是否感測到目標物O之生理訊號PS1。若雷達感測器110未偵測到目標物O之生理訊號PS1，將會執行步驟340。
在一些實施例中，若現今目標物之數量為兩個或兩個以上，生理訊號量測裝置100將會持續調整感測訊號S1之波束方向直到生理訊號量測裝置100之雷達感測器110接收到生理訊號PS1。當生理訊號量測裝置100接收及記錄第一個目標物之生理訊號(圖中未示)後，生理訊號量測裝置100調整感測訊號S1之波束方向，以感測下一個目標物之生理訊號(圖中未示)。在一些實施例中，接收及記錄每一個目標物之生理訊號(圖中未示)之量測時間約為20(s)，但量測時間不以本案實施例為限。
於步驟330中，記錄及分析生理訊號。在一些實施例中，承上述步驟320，雷達感測器110偵測到目標物O之生理訊號PS1，雷達感測器110根據生理訊號PS1產生不同資料通道第一訊號I及第二訊號Q，並藉由處理器120進行記錄及分析生理訊號PS1。處理器120進行記錄及分析生理訊號PS1之詳細步驟將於下面段落敘述。
於步驟340中，切換感測訊號之波束方向。在一些實施例中，請參閱第1圖至第3圖，雷達感測器110將會輸出控制訊號，以調整雷達感測器110之波束可調液晶天線元件(例如：波束可調液晶天線元件LCA1、波束可調液晶天線元件LCA2及波束可調液晶天線元件LCA3)之感測訊號S1之波束方向D1為波束方向D2至波束方向D6的其中一者。
第4圖為根據本案一些實施例繪示的量測生理訊號方法之步驟流程示意圖。在一些實施例中，第4圖之步驟流程圖為量測生理訊號方法300之步驟330之詳細步驟流程圖。在一些實施例中，為使本案量測生理訊號方法300之步驟330易於理解，請一併參閱第5圖至第8圖。第5圖為根據本案一些實施例繪示的生理訊號量測裝置100所量測之生理訊號示意圖。第6圖至第8圖為根據本案一些實施例繪示的生理訊號量測裝置100所分析之生理訊號示意圖。此步驟330之詳細步驟331至步驟336由上述生理訊號量測裝置100之處理器120所執行。
於步驟331中，根據生理訊號產生第一訊號及第二訊號。在一些實施例中，請參閱第1圖、第4圖及第5圖，雷達感測器110用以根據生理訊號PS1產生如第5圖所示之不同資料通道的第一訊號I及第二訊號Q。第一訊號I及第二訊號Q之間具有相位差。
於步驟332中，選擇第一訊號及第二訊號其中一者，以產生複數個原始訊號。在一些實施例中，請參閱第1圖、第4圖及第5圖，處理器120選擇第一訊號I及第二訊號Q其中一者。在一些實施例中，處理器120根據第一訊號I及第二訊號Q之訊號情況選擇第一訊號I及第二訊號Q中較佳的訊號(例如: 第一訊號I)。
於步驟333中，對複數個原始訊號進行第一次訊號處理。在一些實施例中，請參閱第1圖、第4圖至第6圖，承上述步驟，處理器120選擇如第5圖所示之第一訊號I及第二訊號Q中較佳的訊號後，處理器120針對選擇較佳的訊號(例如: 第一訊號I)產生如第6圖所示之複數個原始訊號。須說明的是，獲得如第6圖之複數個原始訊號之前，選擇較佳的訊號(例如: 第一訊號I)需藉由直流偏移(DC offset)方式進行調整。複數個原始訊號經過直流偏移方式後可分離出目標物O之呼吸訊號及心跳初始訊號。須說明的是，通常生理訊號PS1中具有的直流訊號可能對生理訊號PS1本身造成影響，因此選擇從生理訊號PS1中去除直流訊號。
於步驟334中，擷取出呼吸訊號。在一些實施例中，在一些實施例中，請參閱第1圖、第4圖、第6圖及第7圖，複數個原始訊號經過直流偏移(DC offset)方式後即可獲得目標物O之呼吸訊號。處理器120將呼吸訊號換算為如第7圖所示每分鐘幾次之週期變化趨勢圖。須說明的是，第7圖所示呼吸訊號之週期變化趨勢圖之縱軸座標為呼吸頻率，其單位為心臟收縮跳動次數(beats per minute, BPM)。橫軸座標為時間，其單位為秒(second, s)。
於步驟335中，擷取出心跳初始訊號，並對心跳初始訊號進行第二次訊號處理。在一些實施例中，請參閱第1圖、第4圖及第6圖，複數個原始訊號經過直流偏移(DC offset)方式後即可獲得目標物O之心跳初始訊號。此時，處理器120會再將心跳初始訊號進行第二次訊號處理。須說明的是，心跳訊號之頻率雖然較呼吸訊號高，但心跳訊號之振幅通常較呼吸訊號低。因此，心跳訊號需經過多次訊號處理。
在一些實施例中，處理器120會再將心跳初始訊號進行高通濾波(high digital filer)及總和平均(moving sun)，以獲得心跳訊號。須說明的，本案揭露以高通濾波(high digital filer)及總和平均(moving sun)來對心跳初始訊號進行第二次訊號處理，但於實作上不以本案實施例為限。
於步驟336中，擷取出心跳訊號。在一些實施例中，請參閱第1圖、第4圖、第6圖及第8圖，處理器120對如第6圖所示之心跳初始訊號進行第二次訊號處理後，即可獲得如第8圖所示之心跳訊號。處理器120將心跳訊號換算為如第8圖所示每分鐘幾次之週期變化趨勢圖。須說明的是，第8圖所示心跳訊號之週期變化趨勢圖之縱軸座標為心跳頻率，其單位為心臟收縮跳動次數(beats per minute, BPM)。橫軸座標為時間，其單位為秒(second, s)。
在一些實施例中，上述呼吸訊號及心跳訊號之訊號分析方式包含時域分析(time domain)。
在一些實施例中，請參閱第1圖、第5圖至第8圖，處理器120更用以將第5圖至第8圖之訊號圖直接傳送至電子裝置900之顯示面板上，以供使用者與顯示面板之圖形使用者介面互動。
依據前述實施例，本案提供一種量測生理訊號方法300及生理訊號量測裝置100，藉由本案生理訊號量測裝置100之設計使得目標物O量測生理訊號時能夠採用非接觸式。生理訊號量測裝置100之感測訊號為高頻訊號，並不會受光源之影響。由於本案量測生理訊號方法300不會量測目標物之臉部或圖像資訊，因此，本案量測生理訊號方法300及生理訊號量測裝置100不牽涉隱私個資的法律問題。
雖然本案以詳細之實施例揭露如上，然而本案並不排除其他可行之實施態樣。因此，本案之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準，而非受於前述實施例之限制。
對本領域技術人員而言，在不脫離本案之精神和範圍內，當可對本案作各種之更動與潤飾。基於前述實施例，所有對本案所作的更動與潤飾，亦涵蓋於本案之保護範圍內。
100:生理訊號量測裝置
110:雷達感測器
111:無線高頻電路
112:雷達感測器晶片
120:處理器
130:放大器電路
131:第一放大器
132:第二放大器
140:迴路濾波器
150:頻率合成器
160:參考訊號源
900:電子裝置
Tx:雷達射頻發射端天線
Rx:接收天線
V T：電壓
S1:感測訊號
PS1:生理訊號
I:第一訊號
Q:第二訊號
O:目標物
LCA1~LCA3:波束可調液晶天線元件
D1~D6:波束方向
ZI:放大圖
X,Y,Z:座標軸方向
300:方法
310~340:步驟
331~336:步驟
參照後續段落中的實施方式以及下列圖式，當可更佳地理解本案的內容： 第1圖為根據本案一些實施例繪示的生理訊號量測裝置之電路方塊示意圖； 第2圖為根據本案一些實施例繪示的生理訊號量測裝置之波束可調液晶天線元件示意圖； 第3圖為根據本案一些實施例繪示的量測生理訊號方法之步驟流程示意圖； 第4圖為根據本案一些實施例繪示的量測生理訊號方法之步驟流程示意圖； 第5圖為根據本案一些實施例繪示的生理訊號量測裝置所量測之生理訊號示意圖； 第6圖為根據本案一些實施例繪示的生理訊號量測裝置所分析之生理訊號示意圖； 第7圖為根據本案一些實施例繪示的生理訊號量測裝置所分析之呼吸訊號示意圖；以及 第8圖為根據本案一些實施例繪示的生理訊號量測裝置所分析之心跳訊號示意圖。
國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無 國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無
100:生理訊號量測裝置
110:雷達感測器
111:無線高頻電路
112:雷達感測器晶片
120:處理器
130:放大器電路
131:第一放大器
132:第二放大器
140:迴路濾波器
150:頻率合成器
160:參考訊號源
900:電子裝置
Tx:發射端天線
Rx:接收天線
VT:電壓
S1:感測訊號
PS1:生理訊號
I:第一訊號
Q:第二訊號
O:目標物

Claims (10)

  1. 一種量測生理訊號方法，包含：偵測一目標物之一第一生理訊號；藉由一雷達感測器接收該第一生理訊號，以產生一第一訊號及一第二訊號；選擇該第一訊號及該第二訊號其中一者，以產生複數個原始訊號，其中該第一訊號及該第二訊號之間包含一相位差；以及根據該些原始訊號擷取該目標物之一心跳訊號及一呼吸訊號。
  2. 如請求項1所述之量測生理訊號方法，其中偵測該目標物之該第一生理訊號之步驟包含：判斷是否感測到該目標物之該第一生理訊號；以及若未偵測到該目標物之該第一生理訊號，調整該雷達感測器之一波束可調液晶天線元件之一感測訊號之一波束方向。
  3. 如請求項2所述之量測生理訊號方法，其中該目標物包含一第一目標物及一第二目標物，其中調整該雷達感測器之該波束可調液晶天線元件之該感測訊號之該波束方向之步驟包含：調整該感測訊號沿一第一波束方向出射，以偵測該第一目標物之該第一生理訊號； 調整該感測訊號沿一第二波束方向出射，以偵測該第二目標物之一第二生理訊號；以及若未偵測到該第一目標物或該第二目標物，調整該感測訊號沿一第三波束方向出射，其中該第一波束方向、該第二波束方向及該第三波束方向彼此不平行。
  4. 如請求項1所述之量測生理訊號方法，其中選擇該第一訊號及該第二訊號其中一者，以產生該些原始訊號之步驟包含：藉由一直流偏移方式調整該些原始訊號。
  5. 如請求項4所述之量測生理訊號方法，其中根據該些原始訊號擷取該心跳訊號及該呼吸訊號之步驟包含：對該些原始訊號進行一第一次訊號處理，藉以擷取對應該心跳訊號之一心跳初始訊號及該呼吸訊號；以及對該心跳初始訊號進行一第二次訊號處理，藉以獲得該心跳訊號。
  6. 一種生理訊號量測裝置，包含：一雷達感測器，用以發射一感測訊號以偵測一目標物之一生理訊號，並用以根據該生理訊號產生一第一訊號及一第二訊號；以及一處理器，耦接於該雷達感測器，其中該處理器選擇該 第一訊號及該第二訊號其中一者，以產生複數個原始訊號，其中該第一訊號及該第二訊號之間包含一相位差，其中該處理器用以根據該些原始訊號以擷取該目標物之一心跳訊號及一呼吸訊號。
  7. 如請求項6所述之生理訊號量測裝置，其中該雷達感測器包含一無線高頻電路，其中該無線高頻電路包含複數個波束可調液晶天線元件，其中該些波束可調液晶天線元件皆用以發射該感測訊號及接收該目標物之該生理訊號。
  8. 如請求項7所述之生理訊號量測裝置，其中該些波束可調液晶天線元件排列為一陣列。
  9. 如請求項6所述之生理訊號量測裝置，更包含：一放大器電路，耦接於該雷達感測器及該處理器，其中該放大器電路用以傳送該雷達感測器之該第一訊號及該第二訊號，並用以提高該第一訊號及該第二訊號之複數個輸出功率。
  10. 如請求項6所述之生理訊號量測裝置，其中該處理器更用以輸出該心跳訊號及該呼吸訊號至一電子裝置之一顯示面板之一圖形使用者介面。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI817866B (zh) * 2022-12-14 2023-10-01 友達光電股份有限公司 生物信號偵測系統及生物信號偵測方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20180263502A1 (en) * 2014-10-08 2018-09-20 The University Of Florida Research Foundation, Inc. Method and apparatus for non-contact fast vital sign acquisition based on radar signal
TWI685205B (zh) * 2019-05-13 2020-02-11 國立臺灣科技大學 非接觸式自我注入鎖定生理信號感測器
CN113261925A (zh) * 2021-03-11 2021-08-17 山东师范大学 一种基于毫米波雷达的人体感知方法及系统

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10582877B2 (en) * 2014-11-28 2020-03-10 Sharp Kabushiki Kaisha High-frequency device
US10677905B2 (en) * 2017-09-26 2020-06-09 Infineon Technologies Ag System and method for occupancy detection using a millimeter-wave radar sensor
CN108272447A (zh) * 2018-03-27 2018-07-13 厦门金网科技有限公司 一种基于uwb技术的呼吸和心跳速率检测系统
CN113257415A (zh) * 2020-02-12 2021-08-13 阿里巴巴集团控股有限公司 健康数据收集装置和系统
CN112401863A (zh) * 2020-11-19 2021-02-26 华中师范大学 一种基于毫米波雷达的非接触式实时生命体征监测系统及方法
CN112716462B (zh) * 2020-12-09 2022-04-05 北京航空航天大学 一种可控照射指向的窄波束毫米波人体心跳/呼吸体征监测装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20180263502A1 (en) * 2014-10-08 2018-09-20 The University Of Florida Research Foundation, Inc. Method and apparatus for non-contact fast vital sign acquisition based on radar signal
TWI685205B (zh) * 2019-05-13 2020-02-11 國立臺灣科技大學 非接觸式自我注入鎖定生理信號感測器
CN113261925A (zh) * 2021-03-11 2021-08-17 山东师范大学 一种基于毫米波雷达的人体感知方法及系统

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI817866B (zh) * 2022-12-14 2023-10-01 友達光電股份有限公司 生物信號偵測系統及生物信號偵測方法

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