一种非接触式心率监测方法技术

本发明专利技术公开了一种非接触式心率监测方法，包括：步骤1）从摄像头捕捉到视频流，并对视频的每一帧进行处理，从视频帧中获取到人脸位置信息，并将人脸位置信息导入到跟踪器中；步骤2）对获取到的人脸位置信息进行跟踪，并将获取到的人脸位置信息进行处理，并从中提取到人脸皮肤图像，并将人的整个可视面部区域与其他背景区域剥离；步骤3）对获取到的人脸的皮肤区域进行信号强度区域分类，其中，分类区域大小为单一像素区域，由此提取单一像素的信号纯洁度；步骤4）光照补偿等步骤。

A non-contact heart rate monitoring method

【技术实现步骤摘要】
一种非接触式心率监测方法
本专利技术属于一种非接触式心率监测方法。
技术介绍
光电容积描记法（PPG）技术是一种用于检测心脏周期性同步脉动信号的技术，通过此项技术能够计算出被检测物体的心率，血氧甚至血压等生理指标。由于心脏是人脸重要器官之一，心率，血氧等生理指标能有效反应人类生命体征，并能进一步做医疗分析用途；因此光电容积描记技术被广泛应用在医疗分析，生命体征监测，运动物体体征监测等领域。光电容积描记技术法分为透射型和反射型两种。传统的光电容积描记法技术采用的是接触式测量，大部分为透射型，被检测物体需要在指定部位佩戴相应检测传感设备，如医疗监护仪和运动手环，接触式光电容积描记法（CPPG）通过特定波长光束照射皮肤组织，传感设备中的光电传感器能够采集经皮下动脉结缔组织吸收后再反射的光源，由于光源密度会随着动脉血液流量呈周期同步变化，因此能够准确绘制出信号图并计算心率等指标。非接触光电容积描记法（RPPG）是一种无损近距离非接触式用于检测心脏周期性同步脉动信号的技术。由于他的便利性，舒适性和无创伤性被渐渐广泛关注，原理大致与接触式相本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种非接触式心率监测方法，其特征在于，包括：/n步骤1）从摄像头捕捉到视频流，并对视频的每一帧进行处理，从视频帧中获取到人脸位置信息，并将人脸位置信息导入到跟踪器中；/n步骤2）对获取到的人脸位置信息进行跟踪，并将获取到的人脸位置信息进行处理，并从中提取到人脸皮肤图像，并将人的整个可视面部区域与其他背景区域剥离；/n步骤3）对获取到的人脸的皮肤区域进行信号强度区域分类，其中，分类区域大小为单一像素区域，由此提取单一像素的信号纯洁度；/n

【技术特征摘要】
1.一种非接触式心率监测方法，其特征在于，包括：
步骤1）从摄像头捕捉到视频流，并对视频的每一帧进行处理，从视频帧中获取到人脸位置信息，并将人脸位置信息导入到跟踪器中；
步骤2）对获取到的人脸位置信息进行跟踪，并将获取到的人脸位置信息进行处理，并从中提取到人脸皮肤图像，并将人的整个可视面部区域与其他背景区域剥离；
步骤3）对获取到的人脸的皮肤区域进行信号强度区域分类，其中，分类区域大小为单一像素区域，由此提取单一像素的信号纯洁度；

(2)
其中，为的面积，为人脸区域中有效信噪比区域，如公式（3）所示；

(3)
其中，可有公式（4）求得；

(4)

为测得信号的功率频谱图，为实际心率的功率频谱图；
其中，摄像头视频流采集频率为30fps；其中，当采样频率大于10fps时，每帧图像之间的PPG信息差异可视为不变；
对于时刻的信号处理，采用时刻得到的PPG信号作为当时，为的面积，为人脸区域中有效信号强度区域，如公式（5）所示；

(5)

由公式（1）求得，最终ROI定义为

(1)
步骤4）由得到高强度信号区域之后，用除ROI外的人脸剩余区域及除人脸区域外的背景区域进行光照强度抵消补偿；
由于人脸和背景都属于朗伯模型，共享同一光源，因此信号模型为线性模型，如公式（6）所示：

(6)
其中为ROI区域中产生的PPG信号波动，为由光照变化所引起的PPG信号波动，为了消除带来的影响，采用除ROI外有效人脸区域产生的信号，和除有效人脸区域外的背景区域产生的信号可得公式（7），因此公式（6）可改写为公式（8）：

(7)

(8)
公式（8）中的和为影响参数，
其中，确定优化参数和，进一步得到无干扰信号，包括：
建立优化对象，如公式（9）所示，在建立优化对象之后，利用PID控制自动调节修正和的大小，使...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹子杰，杨玄同，
申请(专利权)人：玄云子智能科技深圳有限责任公司，
类型：发明
国别省市：广东;44