一种非接触式心率和呼吸率检测方法、系统、装置和存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种非接触式心率和呼吸率检测方法、系统、装置和存储介质，该方法包括采样人脸图像数据，将视频数据转为逐帧的图像数据，对图像数据进行灰度处理、人脸检测和感兴趣区域的采集分割，计算出分割区域图像的灰度值平均值，对采集的灰度均值数据进行小波变化，对选取频段的数据进行快速傅里叶变化，提取的幅度最大值对应的频率作为心率/呼吸率的值，从而降低了心率和呼吸率测量的复杂度。本发明专利技术还可以在固定帧率的情况下自动选择出小波滤波的层数以及应该选取的频段，还可以根据需求频段再给出的帧率设备中选出最优以达到较为准确的滤波效果，另外通过频段的叠加灵活了可选频段的范围，使得测量结果可以在控制中更为贴近准确值。更为贴近准确值。更为贴近准确值。

【技术实现步骤摘要】
一种非接触式心率和呼吸率检测方法、系统、装置和存储介质


[0001]本专利技术属于心率和呼吸率测量
，具体涉及一种非接触式心率和呼吸率检测方法、系统、装置和存储介质。

技术介绍

[0002]实时心率值可以反映一个人当时的心脏活动能力，进而从侧面衡量人体的健康状态。在医院中目前多采用心电图的方式来测量心率，但这种方式在日常活动以及运动中是不便进行测量的。
[0003]光电容积脉搏波描记法(Photoplethysmography，PPG)，是一种使用光技术在活体组织中检测血液容积变化的检测方法，测量需要特定光源或红外长的光和接触式的传感探头，虽然相比传统的心率测量方法舒适度有所提高，但是仍然是接触式的测量，长时间测量仍会使被测者感到不适。
[0004]图像光电容积脉搏波描记法(image Photo plethysmography，iPPG)，是一种利用远距离非接触拍摄的视频获取PPG信号的方法。心脏收缩时，外围血容量增大；反之，心脏舒张时，外围血容量减小。由于血液比周围组织对光的吸收能力强，表面反射的光强度会随着心脏跳动呈本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种非接触式心率和呼吸率检测方法，其特征在于，包括：步骤1、以一定的帧率对人脸进行视频图像数据采集；步骤2、将采集到的视频图像数据转换为一帧一帧的逐帧图像数据；步骤3、对转换后的所述逐帧图像数据进行灰度化处理，将彩图转换为灰度图；步骤4、对灰度化后的所述逐帧图像进行人脸检测，并进行感兴趣区域的采集分割；步骤5、计算每一帧感兴趣区域图像的灰度值均值，并存在数组里；步骤6、对数组中的灰度值均值数据进行离散小波变化处理；步骤7、对所需频段内的对经离散小波变化处理后的灰度值均值数据进行快速傅里叶变化处理；步骤8、对经快速傅里叶变化处理后的数据提取幅度最大值，该幅度最大值所对应的频率即为心率/呼吸率的值。2.根据权利要求1所述的非接触式心率和呼吸率检测方法，其特征在于：所述离散小波变化处理的小波基函数选择“db”系列函数。3.根据权利要求1所述的非接触式心率和呼吸率检测方法，其特征在于：以频段在0.7Hz
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2.4Hz之间的灰度值均值数据作为心率数据。4.根据权利要求1所述的非接触式心率和呼吸率检测方法，其特征在于：由摄像头进行人脸视频数据采样，且所述摄像头的帧率等于30Hz，选取正频带范围为0
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15Hz。5.根据权利要求4所述的非接触式心率和呼吸率检测方法，其特征在于：所述摄像头的帧率通过算法隔帧选取，变为10Hz，通过傅里叶变换得到的正频带范围为0
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5Hz。6.根据权利要求1所述的非接触式心率和呼吸率检测方法，其特征在于：在帧率已知的情况下，进行自动计算所需小波层数的处理，从而直接获得之后快速傅里叶变化处理时所需数据对应频段所在的小波层数；其具体计算方法为，设f1为所需频带下截止频率，f2为所需频带的上截止频率，fk为采样率，即摄像头的帧率；根据心率上、下限截止频率的变化幅度判断小波变换所需的层数s，选取略大于心率频段的层数范围进行相应的处理；之后将帧率fk进行二分循环判断，得出心率频带下限f1所在的小波层数cl，并根据cl得到小波层数ch的初值；最后保持着尽量包含并减少冗余的原则选择合适的层数，输出的结果即数据需要的小波层在cd(ch)
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cd(cl)层之间。7.根据权利要求6所述的非接触式心率和呼吸率检测方法，其特征在于：在已知所需频段范围的情况下，保持着尽量包含并减少冗余的原则，进行自动计算合适帧率的处理，从而选择出合适的帧率；其具体计算方法为，设f1为所...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡丹峰，徐杰，王加俊，方二喜，邹玮，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：