一种面向压缩视频的心率检测方法技术

一种面向压缩视频的心率检测方法，包括以下步骤：1)估计皮肤反射模型参数；2)合成无噪声的观测信号；3)提取血容量脉搏(BVP)信号。以皮肤反射模型为基础，利用观测信号估计模型参数，最后生成一个无噪声的观察信号，后接POS脉搏信号提取算法，最终得到脉搏信号输出。本发明专利技术可以在保证rPPG信号高质量的前提下，降低视频存储和传输的成本，为远程家庭健康护理、云端视频数据处理等远程应用场景提供了技术可能，极大扩大rPPG的实际应用范围。极大扩大rPPG的实际应用范围。极大扩大rPPG的实际应用范围。

【技术实现步骤摘要】
一种面向压缩视频的心率检测方法


[0001]本专利技术涉及视频心率检测、计算机视觉、信号处理领域，尤其是一种面向压缩视频的心率检测方法。

技术介绍

[0002]现有的心率检测技术多为接触式方法，如心电描记术(ECG)、光电容积脉搏波描记法(PPG)等，通过人体皮肤与复杂的传感设备连接接触，测量出精准且信息丰富的生理电信号。但这两种方法均需特殊设备接触皮肤，成本较高，且长时间佩戴会造成不适，在实际使用场景中存在一定局限性。近年来，基于光学和生理学原理的远程光电容积脉搏波描记法(rPPG)越来越受到关注。它是指通过摄像头采集人的面部视频，捕捉由心动周期造成的皮肤组织下方血管中血容量的波动，从皮肤颜色周期性变化中分析出和心率相关的光电容积脉搏波描记信号，实现远程测量心率。该技术也被称为超感知的心率检测，凭借其易实现、应用广、成本低、非接触式测量等优点，取得了飞速发展。
[0003]然而以往的很多rPPG测量工作都没有考虑到一个关键的问题：视频压缩对rPPG测量的影响，被称为视频压缩伪影。rPPG方法主要依赖于分析面部视频中肉眼不可见水平程度的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种面向压缩视频的心率检测方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤1：估计皮肤反射模型参数基于rPPG的生理指标测量算法通过测量皮肤对不同颜色光吸收反射变化的差异性反映出血容量的变化，RGB三通道里包含的信号和心率信号的关联度不一样，其中G通道包含了最强的心率信号，R和B通道中脉搏信号强度远低于时间信号，所以在估计时间信号的过程中，可以忽略脉搏信号的存在；通过建模皮肤对不同颜色通道的吸收和反射情况，利用皮肤对不同波长光照吸收的差异性和互补性，组合多个颜色通道来估计脉搏信号，并合成无噪声的观测信号，以此来测量出心率生理指标；步骤2：合成无噪声的观测信号基于双反射模型，将记录图像序列中每个皮肤像素的反射定义为RGB通道中的时变函数，变化是由身体运动和血液脉动引起的，根据该皮肤反射模型，代入估计得出的模型参数，合成得到无噪声的原始测量信号；步骤3：提取血容量脉搏BVP信号血容量脉搏信号提取采用平面正交贴面法POS，在时间归一化的RGB空间中使用与肤色正交的平面进行脉冲提取，用投影矩阵将RGB信号投影到一个最可能含有脉搏信号的范围。2.如权利要求1所述的面向压缩视频的心率检测方法，其特征在于：所述步骤1的过程如下：估计皮肤反射模型参数：首先根据皮肤反射模型，正常相机采集到的、经过时间归一化后的原始测量信号(L为窗口长度)如下：基于二色反射模型，C
n
(t)由来自皮肤表面的镜面反射和漫反射组成，由于身体运动影响光源、皮肤表面和相机之间的几何结构，镜面反射主要包含运动引起的变化，即不受欢迎的运动伪影；镜面反射包含镜面变化信号，即非脉搏(间信号，表示为为镜面反射相关的向量；一小部分入射光穿透皮肤到达微血管，这部分成为漫反射，它包含目标脉搏信号，表示为标脉搏信号，表示为为脉搏的振动方向；两个分量都与光强度水平成比例，因此由表示为i(t)的强度变化信号调制；对于噪声太大的相机，假设绿色通道信号仍满足公式(1)，但在蓝色红色通道信号中，不包含p(t)，仅包含s(t)；则退化信号的RGB三通道原始测量信号公式如下：C
nr
(t)＝i(t)+u
sr
·
s(t)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)C
ng
(t)＝i(t)+u
sg
·
s(t)+u
pg
·
p(t)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)C
nb
(t)＝i(t)+u
sb
·
s(t)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(4)目标是在给定C
n
(t)、u
s
和u
p
的情况下估计p(t)，根据无噪声相机所采集的原始测量信号估计u
s
和u
p
，直接使用学习得到的u
s
和u
p
；u
s
＝[0.6265，0.5479，0.5526]
ꢀꢀꢀꢀ
(5)u
p
＝[0.3435，0.7968，0.4972]
ꢀꢀꢀꢀ
(6)
其中要求u
s
和u
p
...

【专利技术属性】
技术研发人员：王万良，方睿鸽，赵昶辰，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：