一种用于无接触式测量的脉率信号处理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用于无接触式测量的脉率信号处理方法及装置，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：根据所提取的皮肤像素，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。本发明专利技术适用于非接触式的人体体征信号测量。

A pulse rate signal processing method and device for contactless measurement

The embodiment of the invention discloses a pulse rate signal processing method and device for non-contact measurement, which relates to the field of computer image and vision technology, and can realize remote measurement of non-contact human body sign signal (pulse rate). The invention includes: extracting pulse rate related feature signals according to the extracted skin pixels, selecting sample points from the extracted pulse rate related feature signals, and performing signal fusion according to the selected sample points, and performing pulse rate calculation according to the fused pulse rate related feature signals. The invention is suitable for non-contact measurement of human body sign signals.

【技术实现步骤摘要】
一种用于无接触式测量的脉率信号处理方法及装置
本专利技术涉及计算机图像和视觉
，尤其涉及一种用于无接触式测量的脉率信号处理方法及装置。
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。但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，主要原因在于检测仪器所采集的信号的处理方式的限制，决定了必须使用接触式的传感器，而接触式的测量方案，始终存在使用不便的问题。
技术实现思路
本专利技术的实施例提供一种用于无接触式测量的脉率信号处理方法及装置，能够实现人体体征信号(脉率)的远程采集处理，从而实现非接触式的脉率测量。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。根据从所述目标位置的图像信息中所提取的皮肤像素，进一步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。具体的，根据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。其中，需要定位每个ROI网格，并确认每个ROI网格内的皮肤像素；获取每个ROI网格中的皮肤像素的平均像素强度和皮肤像素点个数。当所述目标位置的图像信息为近红外帧时，对ROI网格中的皮肤像素的平均像素强度，依次进行重采样、归一化和滤波处理；当所述目标位置的图像信息为彩色帧时，组合RGB三色信号生成色度信号，再对所述色度信号依次进行混合、重采样、动态去势(detrending)和滤波处理。具体的，统计每个ROI网格中的皮肤像素的皮肤像素点个数的变化情况，得到每个ROI网格的四分位距(interquartilerange,IQR)；所述从所提取的脉率相关特征信号中选取样本点，包括：获取每个ROI网格的IQR和信噪比，并剔除IQR高于最大IQR门限，且信噪比低于最小信噪比门限的ROI网格。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，实现了人体体征信号(脉率)的远程采集处理，从而实现非接触式的脉率测量。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；图8为本专利技术实施例提供的具体实例中样本自动选择的流程图。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。本实施例提供一种用于无接触式测量的脉率信号处理方法，如图2所示的，包括：S101、根据所提取的皮肤像素，提取脉率相关特征信号。S102、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。具体的，由于真实的脉率信号很弱小，单个ROI网格不足以高质量的提取其脉率信号，因此需对信号质量优秀的网格所生成的脉率特征信号进行权值加和以生成更高信噪比的脉率信号，其计算公式可表述为：其中，Sfinal表示融合后的信号，Si表示单个ROI网格的信号p()表示融合函数，其中，融合函数可以采用目前已有的信号处理、融合算法，N为大于1的整数。S103、根据融合后的脉率相关特征信号进行脉率计算。其中，针对已生成的脉率信号进行脉率求解计算，具体为在其对应的概率谱密本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于无接触式测量的脉率信号处理方法，其特征在于，包括：/n根据所提取的皮肤像素，提取脉率相关特征信号；/n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；/n根据融合后的脉率相关特征信号进行脉率计算。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于无接触式测量的脉率信号处理方法，其特征在于，包括：
根据所提取的皮肤像素，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。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
根据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。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述从所述ROI内的像素中，识别所述皮肤像素，包括：
定位每个ROI网格，并确认每个ROI网格内的皮肤像素；
获取每个ROI网格中的皮肤像素的平均像素强度和皮肤像素点个数。


4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述提取脉率相关特征信号的过程中：
当所述目标位置的图像信息为近红外帧时，对ROI网格中的皮肤像素的平均像素强度，依次进行重采样、归一化和滤波处理；
当所述目标位置的图像信息为彩色帧时，组合RGB三色信号生成色度信号，再对所述色度信号依次进行混合、重采样、动态去势(detrending)和滤波处理。


5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括：
统计每个ROI网格中的皮肤像素的皮肤像素点个数的变化情况，得到每个ROI网格的四分位距(interquartilerange,IQR)；
所述从所提取的脉率相关特征信号中选取样本点，包括：
获取每个ROI网格的IQR和信噪比，并剔除IQR高于最大IQR门限，且信噪比低于最小信噪比门限的ROI网格。


6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括：
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。


7...

【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