一种基于视频的快速心率检测方法技术

本发明专利技术公开了一种基于视频的快速心率检测方法，通过如下步骤实施：1)视频采集；2)数据预处理；3)多线程运算；4)心率检测。该方法提出了一种多线程并行运算的算法以及适用于该算法进行数据访问的双向循环链表结构，提高了整体检测速度，解决了目前非接触式心率检测运行速度的不足，使得非接触式心率检测在真实场景下能够实现长期连续检测。

【技术实现步骤摘要】
一种基于视频的快速心率检测方法
本专利技术属于视频图像处理领域，特别涉及真实场景下的非接触式心率检测方法。
技术介绍
随着计算机技术的发展和普及，越来越多的计算机理论涉及到医学领域，应用于医疗诊断和日常健康监测等各个环节，为医学的进步发挥了强大的辅助作用。心率是反映人体健康状况的指标之一，也是判断心血管疾病最基本的生理指标之一。传统上的临床心率检测手段需要利用心电图机的十二导联线接触人体的多个部位，操作繁杂，自动化程度不高，对使用者有较高的专业知识要求，不适用于普通场景下的心率检测。光学体积描记术(Photoplethysmography，PPG)是使用计算机视觉技术来进行心率检测最基本的方法，它通过发光二极管向皮下组织发射红光，红光被皮下的毛细血管网中的血红蛋白吸收，反射或透射到另一端的光敏晶体管，其信号经过处理后与动脉血液中的血红蛋白数量呈正相关，通过测量反射光强度，描记血液容积脉冲(Bloodvolumepulse，BVP)信号后，可以直接计算心率。傅明哲等人最早提出利用普通网络摄像头的非接触式心率检测方法。该方法利用独立成分分析(IndependentComponentAna本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于视频的快速心率检测方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)采集视频帧；(2)对所述采集的视频帧进行数据预处理；(3)通过布尔型控制变量来实现视频采集和心率运算的先后顺序；(4)启动心率运算线程，采用多线程并行结构，检测心率，获取心率值。

【技术特征摘要】
1.一种基于视频的快速心率检测方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)采集视频帧；(2)对所述采集的视频帧进行数据预处理；(3)通过布尔型控制变量来实现视频采集和心率运算的先后顺序；(4)启动心率运算线程，采用多线程并行结构，检测心率，获取心率值。2.根据权利要求1所述的快速心率检测方法，其特征在于，所述视频帧的采集具体为，将一个普通USB摄像头置于人脸正前方0.5m位置，所述USB摄像头与计算机进行连接，操作者使用OpenCV/Qt程序来控制摄像头进行视频采集，采集过程中会进行人脸检测，确保所采集的视频帧序列中包含人脸信息，在心率检测期间，所述USB摄像头保持开启状态，不间断采集视频，摄像头的设置参数为：640*480分辨率，30fps帧率以及RGB色域空间。3.根据权利要求1所述的快速心率检测方法，其特征在于，所述数据预处理具体为，将所述USB摄像头采集的帧序列存入一个双向循环链表的节点当中，该链表节点个数设置为300，节点结构设计为两个分别指向前后的指针域、OpenCV存储图像的Mat格式的数据域、用于指示当前节点位置的标志域，循环接收连续的视频帧的同时，有一个指针指向当前操作节点，指针向前方向为待存入的视频帧节点，用作数据存入；指针向后方向为已存入视频帧节点，用作下一步的运算，链表长度足够长，保证视频帧存入不会影响到视频帧的计算，双向循环链表的特性保证了数据录入的连续性，以及多线程运算的线程互斥和对临界数据访问的数据安全。4.根据权利要求1所述的快速心率检测方法，其特征在于，所述通过布尔型控制变量来实现视频采集和心率运算的先后顺序具体为，1)视频采集初始化阶段：链表中不存在视频帧，视频采集线程启动，心率运算进入循环等待状态。2)视频采集循环阶段：链表数据第一遍填装完毕之后，满足心率计算的条件，心率运算线程从等待状态变为运行状态，视频采集和心率运算交替执行，实现连续、快速的心率检测。5.根据权利要求1所述的快速心率检测方法，其特征在于，所述心率运算线程启动之后，采用多线程并行结构，检测心率，获取心率值心率计算具体为，1)数据输入：获取链表的当前指针，从指针当前节点向后取连续S帧作为计算数据，同时，对该序列做逆置变换，其第i帧(i＝1,2,3…S)的存入公式为：frames[i]＝List[S-i]其中，frames[i]表示第i帧图像，List[S-i]表示所取的链表子序列对应节点；2)ROI区域的选定：利用OpenCV提供的人脸识别算...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨学志，李江山，霍亮，刘雪南，戚刚，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34