LoEar：突破声学感知的生命体征监测距离极限

声学感知已被广泛应用于利用广泛部署的声学设备的众多应用中。然而，由于超声波信号的快速衰减，大多数现有声学感知系统仅在非常短的距离内工作，这阻碍了其在现实世界的部署。本文提出一种新型声学感知系统 LoEar，仅使用单麦克风和扬声器来检测生命体征（呼吸和心跳），显著增加感知距离。我们首先开发了一个名为 Carrierforming 的模型，通过目标路径上多个子载波的相干叠加来增强信噪比（SNA）。然后，我们提出了一种名为 Continuous-MUSIC（连续多重信号分类）的新技术来检测包含细微运动的动态反射，并基于频率分布进一步识别目标用户以启用 Carrierforming。最后，我们采用自适应无限脉冲响应（IIR）梳状陷波滤波器从以呼吸为主且包含心跳模式的通道频率响应（CFR）测量中恢复心跳模式，并开发了一种基于峰值的方案来估计呼吸率和心率。我们进行了广泛的实验来评估系统，结果表明我们的系统优于使用商业设备的最先进方案，即呼吸感知距离从 2 米增加到 7 米，心跳感知距离从 1.2 米增加到 6.5 米。