一种容积脉搏波提取方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种容积脉搏波提取方法及系统。该方法包括：获取人体皮肤视频；将视频的图像中的人体皮肤区域和背景区域区分开；对每幅人体皮肤区域的绿色区域图像像素值求平均值得到皮肤区域像素序列；对每幅背景区域的蓝色区域图像像素值求平均值得到背景区域像素序列；以皮肤区域像素序列作为自适应滤波器的期望信号、以背景区域像素序列作为输入信号，计算每个时刻的输出信号和误差信号；利用最小均方根法求取使误差信号的均方根最小时的自适应滤波器的系数向量，得到滤波后的皮肤区域像素序列；利用容积脉搏波提取技术对滤波后的皮肤区域像素序列提取容积脉搏波。本发明专利技术的该方法及系统，可以有效抑制环境光噪声，提高容积脉搏波提取的准确度。

【技术实现步骤摘要】
一种容积脉搏波提取方法及系统
本专利技术涉及医学领域，特别是涉及一种容积脉搏波提取方法及系统。
技术介绍
在环境光条件下使用摄像头可以提取容积脉搏波，具体方法为：借助容积脉搏成像(Photoplethysmographicimaging,PPGi)在活体组织中检测血液容积变化。在活体组织中，皮肤、肌肉和组织等对光的吸收在整个血液循环中是保持恒定不变的，而皮肤内的血液容积在心脏收缩舒张作用下呈脉动性变化。当心脏收缩时外周血管血容量最多，光吸收量也最大，皮肤表面的光强也最小；而心脏舒张时外周血管血容量最少，光吸收量也最小，皮肤表面的光强也最大。摄像头对人体表面皮肤成像，成像亮度随着光强呈脉动性变化，通过对图像像素平均使二维信号转化为一维信号就可以获得容积脉搏波。然而由于容积脉搏波是在环境光条件下提取的，在获取的皮肤表面的图像中包含有环境光等噪声，从而对容积脉搏波的提取造成极大干扰。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种容积脉搏波提取方法及系统，可以有效抑制环境光噪声，降低环境光噪声对容积脉搏波提取的影响，提高容积脉搏波提取的准确度。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：一种容积脉搏波本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种容积脉搏波提取方法，其特征在于，包括：获取摄像头与人体保持预设距离时采集的人体皮肤视频；利用图像分割方法将所述人体皮肤视频中的每个时刻的图像中的人体皮肤区域和背景区域区分开；对每幅所述人体皮肤区域的绿色区域图像像素值求平均值，得到皮肤区域像素序列；对每幅所述背景区域的蓝色区域图像像素值求平均值，得到背景区域像素序列；以所述皮肤区域像素序列作为自适应滤波器的期望信号、以所述背景区域像素序列作为自适应滤波器的输入信号，计算每个时刻的输出信号和与所述输出信号对应的误差信号；利用最小均方根法求取使所述误差信号的均方根最小时的自适应滤波器的系数向量，从而调整所述自适应滤波器的系数向量，得到滤波后...

【技术特征摘要】
1.一种容积脉搏波提取方法，其特征在于，包括：获取摄像头与人体保持预设距离时采集的人体皮肤视频；利用图像分割方法将所述人体皮肤视频中的每个时刻的图像中的人体皮肤区域和背景区域区分开；对每幅所述人体皮肤区域的绿色区域图像像素值求平均值，得到皮肤区域像素序列；对每幅所述背景区域的蓝色区域图像像素值求平均值，得到背景区域像素序列；以所述皮肤区域像素序列作为自适应滤波器的期望信号、以所述背景区域像素序列作为自适应滤波器的输入信号，计算每个时刻的输出信号和与所述输出信号对应的误差信号；利用最小均方根法求取使所述误差信号的均方根最小时的自适应滤波器的系数向量，从而调整所述自适应滤波器的系数向量，得到滤波后的皮肤区域像素序列；利用容积脉搏波提取技术对所述滤波后的皮肤区域像素序列提取容积脉搏波。2.根据权利要求1所述的一种容积脉搏波提取方法，其特征在于，所述以所述皮肤区域像素序列作为自适应滤波器的期望信号、以所述背景区域像素序列作为自适应滤波器的输入信号，计算每个时刻的输出信号和与所述输出信号对应的误差信号，具体包括：计算每个时刻的输出信号的公式为：x′(n)＝xT(n)W(n)计算误差信号的公式为：e(n)＝d(n)-x′(n)＝d(n)-xT(n)W(n)其中，x′(n)为n时刻的输出信号，W(n)为自适应滤波的系数向量，W(n)＝[w1(n),w2(n),…,wH(n)]T，x(n)为n时刻的输入信号，x(n)＝[u(n-1),u(n-2),…,u(n-H)]T，H为自适应滤波器系数数量；d(n)为期望信号，e(n)为n时刻的误差信号。3.根据权利要求2所述的一种容积脉搏波提取方法，其特征在于，所述利用最小均方根法求取使所述误差信号的均方根最小时的自适应滤波器的系数向量，从而调整所述自适应滤波器的系数向量，得到滤波后的皮肤区域像素序列，具体包括：建立误差信号的均方根方程：J(n)＝E[e(n)2]＝E[(d(n)-xT(n)W(n))2]J(n)为误差信号的均方根；为使均方根方程得到最小值，W(n)需按照以下公式进行更新：W(n+1)＝W(n)+1/2*μe(n)x(n)μ为步长因子，0＜μ＜1/λmax，其中λmax为输入信号自相关矩阵的最大特征值；将误差信号的均方根最小时的自适应滤波器的系数向量所对应的输出信号作为滤波后的皮肤区域像素序列。4.根据权利要求1所述的一种容积脉搏波提取方法，其特征在于，在所述利用容积脉搏波提取技术对所述滤波后的皮肤区域像素序列提取容积脉搏波之后，还包括：对所述滤波后的皮肤区域像素序列进行傅里叶变换，得到变换后的信号；求取所述变换后的信号在0～0.5Hz范围内的峰值，得到呼吸频率；求取所述变换后的信号在0.7～1...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘赫，郝旭东，胡文通，贾忠明，朱伟男，梁嵩鹏，
申请(专利权)人：哈尔滨理工大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23