【手続補正書】
【提出日】令和2年3月10日(2020.3.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バイタルサイン検出のための装置（８１０）であって、
少なくとも１つの生物のバイタルサインの影響を受けうるマルチパスチャネルから少なくとも１つの無線信号を受信するように構成された受信機（８１５）と、
プロセッサ（８２０）と、
前記プロセッサと通信可能に結合されたメモリとを備え、前記プロセッサは、
前記少なくとも１つの無線信号から前記マルチパスチャネルの時系列のチャネル状態情報（ＣＳＩ）を抽出し、
前記時系列のＣＳＩのスペクトル解析に基づいて、１つ以上の周期的変動を取得し、
前記１つ以上の周期的変動に基づいて、前記バイタルサインが存在するかどうかを判定するように構成される、装置。
【請求項２】
請求項１に記載の装置であって、
前記バイタルサインは、呼吸及び心拍の少なくとも１つにより表され、
前記少なくとも１つの生物は、人間及び動物の少なくとも１つを含む、装置。
【請求項３】
請求項１に記載の装置であって、
前記バイタルサインは呼吸であり、前記プロセッサは更に、前記バイタルサインが存在するとの判定に応じて、１つ以上の生物の１つ以上の呼吸数を判定するように構成されること、
前記少なくとも１つの無線信号は、インターネット、インターネットプロトコルネットワーク、及び他の多重アクセスネットワークのうちの少なくとも１つであるネットワークを介して受信されること、並びに
前記受信機は、無線ＰＡＮ、ＩＥＥＥ８０２．１５．１（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ）、無線ＬＡＮ、ＩＥＥＥ８０２．１１（Ｗｉ−Ｆｉ）、無線ＭＡＮ、ＩＥＥＥ８０２．１６（ＷｉＭａｘ）、ＷｉＢｒｏ、ＨｉｐｅｒＭＡＮ、モバイルＷＡＮ、ＧＳＭ、ＧＰＲＳ、ＥＤＧＥ、ＨＳＣＳＤ、ｉＤＥＮ、Ｄ−ＡＭＰＳ、ＩＳ−９５、ＰＤＣ、ＣＳＤ、ＰＨＳ、ＷｉＤＥＮ、ＣＤＭＡ２０００、ＵＭＴＳ、３ＧＳＭ、ＣＤＭＡ、ＴＤＭＡ、ＦＤＭＡ、Ｗ−ＣＤＭＡ、ＨＳＤＰＡ、Ｗ−ＣＤＭＡ、ＦＯＭＡ、１ｘＥＶ−ＤＯ、ＩＳ−８５６、ＴＤ−ＳＣＤＭＡ、ＧＡＮ、ＵＭＡ、ＨＳＵＰＡ、ＬＴＥ、２．５Ｇ、３Ｇ、３．５Ｇ、３．９Ｇ、４Ｇ、５Ｇ、６Ｇ、７Ｇとそれ以降、他の無線システム及び他のモバイルシステムのうちの少なくとも１つの物理層と関連付けられること、
のうちの少なくとも１つを特徴とする、装置。
【請求項４】
請求項３に記載の装置であって、前記プロセッサは更に、
前記ＣＳＩから背景情報を除去することにより、前記時系列のＣＳＩの各々のクリーニングを行い、
前記時系列のＣＳＩの各々を正規化し、
前記時系列のＣＳＩの中の各ＣＳＩ対に基づいて類似度を計算するように構成され、前記スペクトル解析は、前記計算された類似度に基づいて実行される、装置。
【請求項５】
請求項４に記載の装置であって、前記類似度は、ＣＳＩ対の、時間反転共振強度（ＴＲＲＳ）、相互相関、２つのベクトルの内積、類似性スコア、距離スコア、位相補正、タイミング補正、タイミング補償、及び位相オフセット補償のうちの少なくとも１つに基づいて計算される、装置。
【請求項６】
請求項３に記載の装置であって、前記プロセッサは更に、
前記時系列のＣＳＩに基づいてＴＲＲＳ行列を計算し、
平滑化されたＴＲＲＳ行列を生成するために時間領域において前記ＴＲＲＳ行列を平滑化するように構成され、前記スペクトル解析は、前記平滑化されたＴＲＲＳ行列に基づいて実行される、装置。
【請求項７】
請求項６に記載の装置であって、前記プロセッサは更に、
前記ＴＲＲＳ行列に対して固有値分解を実行し、
前記固有値分解に基づいてノイズ部分空間を取得し、
前記ノイズ部分空間に基づいて擬似スペクトルを生成し、
更新された擬似スペクトルを生成するために前記擬似スペクトルに対してスペクトル折返しを実行し、
前記更新された擬似スペクトルを、呼吸数に関連する範囲にトリミングし、
前記範囲内の前記更新された擬似スペクトルの１つ以上のピークを検出するように構成され、前記１つ以上の生物の前記１つ以上の呼吸数は、前記検出された１つ以上のピークに基づいて判定される、装置。
【請求項８】
請求項６に記載の装置であって、前記プロセッサは更に、
前記ＴＲＲＳ行列に対して固有値分解を実行し、
前記固有値分解に基づいてノイズ部分空間を取得し、
前記ノイズ部分空間に基づいて行列を取得し、
前記取得された行列に基づいて多項式を生成し、
前記多項式の１つ以上の複素根を選択するように構成され、前記１つ以上の生物の前記１つ以上の呼吸数は、前記１つ以上の複素根の角度及び位相の少なくとも１つに関連する情報に基づいて判定される、装置。
【請求項９】
請求項１に記載の装置であって、前記スペクトル解析は、ＭＵＳＩＣベースのアルゴリズム及びＲｏｏｔ−ＭＵＳＩＣベースのアルゴリズムの少なくとも１つに基づいて実行される、装置。
【請求項１０】
請求項３に記載の装置であって、前記１つ以上の生物の前記１つ以上の呼吸数を判定することは、
前記時系列のＣＳＩの前記スペクトル解析に基づいて呼吸数推定値を判定することと、
各クラスタが、そのクラスタが呼吸数を表す可能性を示す、関連する尤度を有する複数のクラスタに、前記呼吸数推定値を分割することと、
前記複数のクラスタの中の２つのクラスタ間の重心距離が閾値を下回る場合に、当該２つのクラスタを１つのクラスタに結合することと、
結合されたクラスタの各々について前記呼吸数推定値及びその関連する尤度を再計算することと、
結合後の前記クラスタのうちで、最も高い関連する尤度を有する１つ以上のクラスタに基づいて、前記１つ以上の呼吸数を判定することとを含む、装置。
【請求項１１】
請求項３に記載の装置であって、前記プロセッサは更に、前記１つ以上の生物が、運動、仕事、睡眠、食事、水分補給、立つ、座る、歩行、走行、及び他の任意の動作のうちの少なくとも１つを行う際の、前記１つ以上の生物の連続する１つ以上の呼吸数を監視するように構成される、装置。
【請求項１２】
受信機とプロセッサと前記プロセッサと通信可能に結合されたメモリとを少なくとも含むマシンで、バイタルサイン検出のために実行される方法であって、
少なくとも１つの生物のバイタルサインの影響を受けうるマルチパスチャネルから少なくとも１つの無線信号を受信することと、
前記少なくとも１つの無線信号から前記マルチパスチャネルの時系列のＣＳＩを抽出することと、
前記時系列のＣＳＩのスペクトル解析に基づいて、１つ以上の周期的変動を取得することと、
前記１つ以上の周期的変動に基づいて、前記バイタルサインが存在するかどうかを判定することとを含む、方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の方法であって、
前記バイタルサインは呼吸であり、前記方法は更に、前記バイタルサインが存在するとの判定に応じて、１つ以上の生物の１つ以上の呼吸数を判定することを含むこと、
前記スペクトル解析は、ＭＵＳＩＣベースのアルゴリズム及びＲｏｏｔ−ＭＵＳＩＣベースのアルゴリズムの少なくとも１つに基づいて実行されること、
前記少なくとも１つの無線信号は、インターネット、インターネットプロトコルネットワーク、及び他の多重アクセスネットワークのうちの少なくとも１つであるネットワークを介して受信されること、並びに
前記受信機は、無線ＰＡＮ、ＩＥＥＥ８０２．１５．１（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ）、無線ＬＡＮ、ＩＥＥＥ８０２．１１（Ｗｉ−Ｆｉ）、無線ＭＡＮ、ＩＥＥＥ８０２．１６（ＷｉＭａｘ）、ＷｉＢｒｏ、ＨｉｐｅｒＭＡＮ、モバイルＷＡＮ、ＧＳＭ、ＧＰＲＳ、ＥＤＧＥ、ＨＳＣＳＤ、ｉＤＥＮ、Ｄ−ＡＭＰＳ、ＩＳ−９５、ＰＤＣ、ＣＳＤ、ＰＨＳ、ＷｉＤＥＮ、ＣＤＭＡ２０００、ＵＭＴＳ、３ＧＳＭ、ＣＤＭＡ、ＴＤＭＡ、ＦＤＭＡ、Ｗ−ＣＤＭＡ、ＨＳＤＰＡ、Ｗ−ＣＤＭＡ、ＦＯＭＡ、１ｘＥＶ−ＤＯ、ＩＳ−８５６、ＴＤ−ＳＣＤＭＡ、ＧＡＮ、ＵＭＡ、ＨＳＵＰＡ、ＬＴＥ、２．５Ｇ、３Ｇ、３．５Ｇ、３．９Ｇ、４Ｇ、５Ｇ、６Ｇ、７Ｇとそれ以降、他の無線システム及び他のモバイルシステムのうちの少なくとも１つの物理層と関連付けられること、
のうちの少なくとも１つを特徴とする、方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載の方法であって、更に以下の（ａ）及び（ｂ）のうちの少なくとも１つを含み、
（ａ）は、前記ＣＳＩから背景情報を除去することにより、前記時系列のＣＳＩの各々のクリーニングを行うことと、
前記時系列のＣＳＩの各々を正規化することと、
前記時系列のＣＳＩの中の各ＣＳＩ対に基づいて類似度を計算することとを含み、前記スペクトル解析は、前記計算された類似度に基づいて実行され、
（ｂ）は、ＣＳＩ対の、ＴＲＲＳ、相互相関、２つのベクトルの内積、類似性スコア、距離スコア、位相補正、タイミング補正、タイミング補償、及び位相オフセット補償のうちの少なくとも１つに基づいて、前記類似度を計算することを含む、方法。
【請求項１５】
請求項１３に記載の方法であって、更に以下の（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）のうちの少なくとも１つを含み、
（ａ）は、前記時系列のＣＳＩに基づいてＴＲＲＳ行列を計算することと、
平滑化されたＴＲＲＳ行列を生成するために時間領域において前記ＴＲＲＳ行列を平滑化することとを含み、前記スペクトル解析は、前記平滑化されたＴＲＲＳ行列に基づいて実行され、
（ｂ）は、前記ＴＲＲＳ行列に対して固有値分解を実行することと、
前記固有値分解に基づいてノイズ部分空間を取得することと、
前記ノイズ部分空間に基づいて擬似スペクトルを生成することと、
更新された擬似スペクトルを生成するために前記擬似スペクトルに対してスペクトル折返しを実行することと、
前記更新された擬似スペクトルを、呼吸数に関連する範囲にトリミングすることと、
前記範囲内の前記更新された擬似スペクトルの１つ以上のピークを検出することとを含み、前記１つ以上の生物の前記１つ以上の呼吸数は、前記検出された１つ以上のピークに基づいて判定され、
（ｃ）は、前記ＴＲＲＳ行列に対して固有値分解を実行することと、
前記固有値分解に基づいてノイズ部分空間を取得することと、
前記ノイズ部分空間に基づいて行列を取得することと、
前記取得された行列に基づいて多項式を生成することと、
前記多項式の１つ以上の複素根を選択することとを含み、前記１つ以上の生物の前記１つ以上の呼吸数は、前記１つ以上の複素根の角度及び位相の少なくとも１つに関連する情報に基づいて判定される、方法。
【請求項１６】
請求項１３に記載の方法であって、前記１つ以上の生物の前記１つ以上の呼吸数を判定することは、
前記時系列のＣＳＩの前記スペクトル解析に基づいて呼吸数推定値を判定することと、
各クラスタが、そのクラスタが呼吸数を表す可能性を示す、関連する尤度を有する複数のクラスタに、前記呼吸数推定値を分割することと、
前記複数のクラスタの中の２つのクラスタ間の重心距離が閾値を下回る場合に、当該２つのクラスタを１つのクラスタに結合することと、
結合されたクラスタの各々について前記呼吸数推定値及び前記関連する尤度を再計算することと、
結合後の前記クラスタのうちで、最も高い関連する尤度を有する１つ以上のクラスタに基づいて、前記１つ以上の呼吸数を判定することとを含む、方法。
【請求項１７】
請求項１３に記載の方法であって、前記１つ以上の生物が、運動、仕事、睡眠、食事、水分補給、立つ、座る、歩行、走行、及び他の任意の動作のうちの少なくとも１つを行う際の、前記１つ以上の生物の連続する１つ以上の呼吸数を監視することを更に含む、方法。
【請求項１８】
バイタルサイン検出のための、請求項１に記載の装置（８１１）であって、
前記少なくとも１つの生物の前記バイタルサインの影響を受けうる前記マルチパスチャネルから前記少なくとも１つの無線信号を受信するようにそれぞれ構成された複数の受信機（８１６）を更に備え、
前記プロセッサは、
前記複数の受信機のそれぞれに関して、前記少なくとも１つの無線信号から前記マルチパスチャネルの時系列のＣＳＩを抽出し、
前記複数の受信機のそれぞれから、前記時系列のＣＳＩのスペクトル解析に基づいて１つ以上の周期的変動を取得し、
前記複数の受信機のそれぞれに対して、前記１つ以上の周期的変動に基づいて１つ以上のバイタルサイン候補を判定し、
バイタルサイン候補の集合を生成するために、前記複数の受信機から取得された前記１つ以上のバイタルサイン候補を組み合わせ、
バイタルサイン候補の前記集合に基づいて、前記バイタルサインが存在するかどうかを判定するように構成される、装置。
【請求項１９】
請求項１８に記載の装置であって、
前記時系列のＣＳＩにおいて少なくとも１つのＣＳＩが欠落していること、
前記プロセッサは更に、前記時系列のＣＳＩの中の少なくとも１つのＣＳＩを、前記マルチパスチャネルの２つ以上の区別されたパス遅延に投影するように構成されること、及び
前記プロセッサは更に、前記時系列のＣＳＩの前記スペクトル解析に基づいて、前記１つ以上の周期的変動の高次高調波の少なくとも１つを抽出するように構成され、前記１つ以上のバイタルサイン候補は、前記高次高調波の前記少なくとも１つに基づいて判定されること、
のうちの少なくとも１つを特徴とする、装置。
【請求項２０】
呼吸数推定のための、請求項１８に記載の装置（８１１）であって、
前記バイタルサインは呼吸であり、
前記プロセッサは更に、
前記複数の受信機のそれぞれに対して、前記１つ以上の周期的変動に基づいて１つ以上の呼吸数候補を判定し、
呼吸数候補の集合を生成するために、前記複数の受信機から取得された前記１つ以上の呼吸数候補を組み合わせ、
各クラスタが、そのクラスタが呼吸数を表す可能性を示す、関連する尤度を有する複数のクラスタに、前記呼吸数候補を分割し、
前記複数のクラスタの中の２つのクラスタ間の重心距離が閾値を下回る場合に、当該２つのクラスタを１つのクラスタに結合し、
結合されたクラスタの各々について推定呼吸数及びその関連する尤度を再計算し、
結合後の前記クラスタのうちで、最も高い関連する尤度を有する１つ以上のクラスタに基づいて、１つ以上の生物の１つ以上の呼吸数を判定するように構成され、
前記プロセッサは更にオプションとして、結合後のクラスタ数に基づいて、前記１つ以上の生物の数を推定するように構成される、装置。