一种基于摄像头的无接触式的脉率测量方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例公开了一种基于摄像头的无接触式的脉率测量方法及装置，涉及计算机图像和视觉技术领域，能够实现非接触式的人体体征信号(脉率)的远程测量。本发明专利技术包括：从拍摄到的图像中识别人脸，并提取脸部特征点；跟踪人脸中的目标位置，得到所述目标位置的图像信息，所述目标位置包括：所述脸部特征点所在位置；利用所述目标位置的图像信息提取皮肤像素；利用所提取的皮肤像素，获取脉率相关特征信号，根据持续生成的脉率相关特征信号得到脉率时间序列，并输出测量结果。本发明专利技术适用于非接触式的人体体征信号测量。

A Contactless Pulse Rate Measurement Method and Device Based on Camera

【技术实现步骤摘要】
一种基于摄像头的无接触式的脉率测量方法及装置
本专利技术涉及计算机图像和视觉
，尤其涉及一种基于摄像头的无接触式的脉率测量方法及装置。
技术介绍
目前，基于非接触式的人体体征特征信号检测，例如脉率(心跳)测量，是学术界和工业界的科技研究的方向之一。通过非接触式获取人体心跳在医疗、金融和交通等领域有广泛的业务需求和商业价值。在业界，目前通常采用心电图(ECG)和光电容积脉搏波(PPG)的方式完成脉率测量，其中：心电图(ECG)方式测量，是目前最为成熟的、医疗器械级别的脉率测量方法。但是这种方式需要在被测人身上放置电极，需要专门的仪器和场地，灵活性不足且仪器设备的价格高昂，普通的消费者难以应用；光电容积脉搏波(PPG)方式测量，是借助光电手段在活体组织检测血液容积变化的一种无创检测方法，市场上常见的运动手环使用此方法进行脉率测量，但是在实际应用中，比如在跑步时，运动手环的佩戴者通常不喜欢将手环箍紧，这就导致光电感应器与使用者皮肤的举例和角度都是动态变化，这很大程度上会影响到测量的精度，因此目前市面上的运动手环普遍存在测量误差，只能用于粗略表示心率的变化趋势，难以应用于准确度要求更高的场景。并且，这两种脉率测量方式均要求在被测者皮肤表面安放传感器(电极或PPG光感传感器)，即测量仪器需要极为靠近或者接触被测者，使用不便的问题始终无法解决。
技术实现思路
本专利技术的实施例提供一种基于摄像头的无接触式的脉率测量方法及装置，能够实现非接触式的人体体征信号(脉率)的远程测量。为达到上述目的，本专利技术的实施例采用如下技术方案：从拍摄到的图像中识别人脸，并提取脸部特征点；跟踪人脸中的目标位置，得到所述目标位置的图像信息，所述目标位置包括：所述脸部特征点所在位置；利用所述目标位置的图像信息提取皮肤像素；利用所提取的皮肤像素，获取脉率相关特征信号，根据持续生成的脉率相关特征信号得到脉率时间序列，并输出测量结果。其中，所述提取脸部特征点，包括：在所采集的图像信息中定位人脸位置；依据所述人脸位置，获取所述脸部特征点所在位置。所述利用所述目标位置的图像信息提取皮肤像素，包括：根据所述目标位置的图像信息，获取感兴趣区域(ROI)；从所述ROI内的像素中，识别所述皮肤像素。所述利用所述目标位置的图像信息提取皮肤像素，包括：根据所述目标位置的图像信息和所述深度摄像头采集的景深帧，获取感兴趣区域(ROI)；利用所述深度摄像头采集的景深帧，从所述ROI内的像素中，识别所述皮肤像素。所述利用所述目标位置的图像信息提取皮肤像素，包括：根据所述目标位置的图像信息和所述深度摄像头采集的景深帧，获取感兴趣区域(ROI)，其中，所述目标位置的图像信息是从双彩色摄像头或者双近红外摄像头采集的；从所述ROI内的像素中，识别所述皮肤像素。所述利用持续生成的脉率相关特征信号得到脉率时间序列，包括：根据所提取的皮肤像素，按照时间维度提取脉率相关特征信号；从所提取的脉率相关特征信号中选取样本点，并根据所选取的样本点进行信号融合；根据融合后的脉率相关特征信号进行脉率计算，得到持续生成的脉率时间序列。本实施例中基于摄像头的人脸识别，通过对面部图像的像素进行分析，测得被测对象的脉率，无需其他辅助硬件，也不需要被测者携带任何贴身传感器，实现了非接触式的人体体征信号(脉率)的远程测量。并且进一步的，由于无需安置体表传感器，脉率测量直接依靠摄像头作为唯一的信号采集硬件设备，本实施例的方案还适合在多人同时进行脉率测量，可以基于目前已经建设的视频监控系统进行部署，也节约了硬件的建设成本。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1为本专利技术实施例提供的系统架构示意图；图2为本专利技术实施例提供的方法流程示意图；图3、图4、图5为本专利技术实施例提供的具体实例的示意图；图6、图7为本专利技术实施例提供的装置结构的示意图。具体实施方式为使本领域技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细描述。下文中将详细描述本专利技术的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能解释为对本专利技术的限制。本
技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本专利技术的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。本
技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本专利技术所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。本实施例中的方法流程，具体可以执行在一种如图1所示的系统中，其中包括：图像采集设备、云端服务器。本实施例中所述的图像采集设备，可以是一种具有独立拍摄功能的摄像机设备，且该摄像机设备具备通信模块，可以与云端服务器进行通信，例如目前常见的安防摄像头。摄像头具体安装在指定的区域，比如安装在安检位置，并用于拍摄被检人员的面部图像；再比如：安装在云台上，用于拍摄人群中每个人的面部图像，云台可以安装在建筑物内或者户外，具体的系统可以采用目前一些城市中所使用的“天网”系统。图像采集设备，具体可以采用数字摄像头或者模拟摄像头。其中，数字摄像头可以将拍摄的模拟视频信号转换成数字信号，进而传输至与摄像头连接的云端服务器。模拟摄像头捕捉到的视频信号，经过视频采集卡将模拟信号转换成数字模式，并加以压缩后传输至与摄像头连接的云端服务器。并且本实施例的具体方案也可以应用在多种摄像头上，比如纯彩色摄像头(RGB摄像头)、纯近红外(NearInfrared，NIR)摄像头和深度摄像头等。本实施例中所揭示的云端服务器，具体可以是刀片机、工作站、超级计算机等设备，或者是由多个服务器设备组成的一种用于数据处理的服务器集群系统。云端服务器可以通过移动无线网络或者互联网的方式，与检测终端进行数据交互，具体的数据交互方式或者通信方式，采用目前已有的网络标准和通信方案即可，本实施例中不做赘述。本专利技术实施例提供一种基于摄像头的无接触式的脉率测量方法，如图2所示，包括：S101、从拍摄到的图像中识别人脸，并提取脸部特征点。其中，本实施例中对于人脸区域的识别，可以采用目前已有的人脸识别技术。而本实施例的方案重点在于对识别出的人脸的区域，进行进一步的图像特征本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于摄像头的无接触式的脉率测量方法，其特征在于，包括：从拍摄到的图像中识别人脸，并提取脸部特征点；跟踪人脸中的目标位置，得到所述目标位置的图像信息，所述目标位置包括：所述脸部特征点所在位置；利用所述目标位置的图像信息提取皮肤像素；利用所提取的皮肤像素，获取脉率相关特征信号，根据持续生成的脉率相关特征信号得到脉率时间序列，并输出测量结果。

【技术特征摘要】
1.一种基于摄像头的无接触式的脉率测量方法，其特征在于，包括：从拍摄到的图像中识别人脸，并提取脸部特征点；跟踪人脸中的目标位置，得到所述目标位置的图像信息，所述目标位置包括：所述脸部特征点所在位置；利用所述目标位置的图像信息提取皮肤像素；利用所提取的皮肤像素，获取脉率相关特征信号，根据持续生成的脉率相关特征信号得到脉率时间序列，并输出测量结果。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述提取脸部特征点，包括：在所采集的图像信息中定位人脸位置；依据所述人脸位置，获取所述脸部特征点所在位置。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标位置还包括头部位置和目光位置。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，包括：获取彩色摄像头(RGB摄像头)采集的图像信息，所述彩色摄像头采集的图像信息包括：彩色帧；或者，获取近红外(NIR)摄像头采集的图像信息，所述近红外摄像头采集的图像信息包括近红外帧。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括：获取深度摄像头采集的图像信息，所述深度摄像头采集的图像信息包括景深帧。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述利用所述目标位置的图像信息提取皮肤像素，包括：根据所述目标位置的图像信息和所述深度摄像头采集的景深帧，获取感兴趣区域(ROI)；利用所述深度摄像头采集的景深帧，从所述ROI内的像素中，识别所述皮肤像素。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括：获取双彩色摄像头采集的图像信息，所述双彩色摄像头采集的图像信息包括：第一彩色帧和第二彩色帧；或者，获取双近红外摄像头采集的图像信息，所述双近红外摄像头采集的图像信息包括第一近红外帧和第二近红外帧；所述利用所述目标位置的图像信息提取皮肤像素，包括：根据所述目标位置的图像信息和所述深度摄像头采集的景深帧，获取感兴趣区域(ROI)，其中，所述目标位置的图像信息是从双彩色摄像头或者双近红外摄像头采集的；从所述ROI内的像素中，识别所述皮肤像素。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用持续生成的脉率相关特征信号得到脉率时间序列，包括：根据所提取的皮肤像素，按照时间维度提取脉率相关特征信号；从所提取的脉率相关特征信号中选取样本点，并根据所选取的样本点进行信号融合；根据融合后的脉率相关特征信号进行脉率计算，得到持续生成的脉率时间序列。9.一种基于摄像头的无接...

【专利技术属性】
技术研发人员：王元，
申请(专利权)人：苏宁金融服务上海有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32