一种基于信号拟合的非接触式心率检测方法技术

本发明专利技术公开了一种基于信号拟合的非接触式心率检测方法。该方法首先用网络摄像头记录一段人脸视频，并对人脸进行运动跟踪和色度特征提取，构建初始脉搏波；然后根据原始脉搏波的局部标准差设计掩模，滤除初始脉搏波的失真部分；接着设计一个包含各种频率和相位的正弦基的脉搏波字典，并从字典中选取与原始脉搏波相近的一组正弦基，将这些正弦基依权重相加，得到拟合脉搏波；最后，通过对拟合脉搏波进行傅里叶变化，计算得到心率。本发明专利技术可以有效地滤除由头部扭转、表情变化等外界干扰所引起的信号失真，实现在实际环境中高精度的心率检测。

【技术实现步骤摘要】
一种基于信号拟合的非接触式心率检测方法
本专利技术属于生物图像信息处理的
，特别是涉及一种抗干扰的非接触式心率检测方法。
技术介绍
心率是一项重要的生理参数，它可以反映人体的心血管机能和精神状态。传统的心率检测技术需要依附于压力传感器或光学传感器。但是传感器与皮肤的接触可能会给测试者造成不适，甚至带来卫生隐患，因此很难普及到大众中。目前，一种基于远程光学体积描记术的非接触式心率检测方法成为了计算机视觉领域的研究热点。这种方法只需用普通相机采集一段测试者的视频，就可以检测测试者当前的心率，具有高效、卫生、方便、应用面广泛等优点。心脏的搏动会引起血液流量的变化，而血液流量的变化又会带动人体表皮颜色产生微弱的变化。这种变化虽然无法被肉眼识别，但是可以被网络摄像机捕捉到，并用于心率检测。由于人脸皮肤的肤质较薄，而且毛细血管分布密集，所以目前主流的非接触式心率检测技术一般都以人脸为检测区域。非接触式心率检测非常容易受到外界环境的干扰。比如光照变化、测试者脸部运动、表情变化等等。目前，相关学者已经提出了不少方法来抑制外界干扰，包括：盲源分析、脸部分区域处理、多波段色度特征提取、自适应滤波等本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于信号拟合的非接触式心率检测方法，其特征在于，所述方法包括，步骤一、采集人脸视频，构建初始脉搏波I以及脉搏波字典S；步骤二、根据所述初始脉搏波I的局部标准差设置掩模，并基于所述掩模得到掩模化脉搏波I

【技术特征摘要】
1.一种基于信号拟合的非接触式心率检测方法，其特征在于，所述方法包括，步骤一、采集人脸视频，构建初始脉搏波I以及脉搏波字典S；步骤二、根据所述初始脉搏波I的局部标准差设置掩模，并基于所述掩模得到掩模化脉搏波Im和掩模化正弦基步骤三、根据所述掩模化脉搏波Im和掩模化正弦基构建拟合脉搏波，从而得到心率。2.根据权利要求1所述的基于信号拟合的非接触式心率检测方法，其特征在于，所述步骤一包括，通过视频采集装置采集人脸视频，获取N帧的视频图像，使用人脸检测器识别所述视频图像中的人脸区域，用判别响应图拟合方法检测人脸的特征点，通过KLT算法跟踪所述特征点的运动轨迹，计算每一帧视频图像中人脸区域的绿色通道的像素平均值，得到脸部脉搏波I，I＝[i1,i2,...,iN]，其中，iN表示第N帧图像的像素均值。3.根据权利要求2所述的基于信号拟合的非接触式心率检测方法，其特征在于，所述步骤一还包括，构建正弦信号Sij,并得出脉搏波字典S，Sij＝sin(ωit+φj),S＝[S11,S12,...,S1j,S21,...,Sij]T,其中，Sij为频率在0.5～4Hz，初相位在0～2π之间的正弦信号，长度为20s，采样频率为30Hz，正弦基两...

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