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非接触式心率测量方法及系统技术方案

技术编号:35676586 阅读:25 留言:0更新日期:2022-11-23 14:15
本发明专利技术提供一种非接触式心率测量方法及系统,属于生理参数检测设备技术领域,获取待测者的多帧人脸图像;确定每一帧人脸图像中的人脸感兴趣区域;对所有人脸感兴趣区域内的皮肤像素进行累加平均,获得IPPG信号;基于IPPG信号获取色度信号;对色度信号进行变分模态分解算法,得到多个模态分量,频谱中具有最大峰值的模态分量即为心率信号。本发明专利技术通过CHROM算法可将像素值的强度和光强以及颜色分离,消除噪声;对信号进行VMD算法,根据心跳频率特征,使用VMD算法将主要信号分解为不同模态,保证了各模态之间信号频率范围互不重叠,分离出较为完整且无谐波残留的心跳信号。较为完整且无谐波残留的心跳信号。较为完整且无谐波残留的心跳信号。

【技术实现步骤摘要】
非接触式心率测量方法及系统


[0001]本专利技术涉及生理参数检测设备
,具体涉及一种非接触式心率测量方法及系统。

技术介绍

[0002]传统的心率测量需要通过胸前导联的心电图技术进行检查。该方法需要将多个电极准确安置在身体指定部位,为降低接触阻抗电极往往要打入导电膏以增强导电性,致使检测过程费时费力,且无法在受试者运动状态下进行检测。
[0003]光电容积脉搏波描记技术(Photoplethysmography,PPG)检测心率,其原理是:心血管系统中传播的脉动血液改变了皮肤组织中的血量,含氧血液循环导致血红蛋白分子和蛋白质数量的波动,从而导致整个光谱的光学吸收的波动,而这种光学吸收波动随时间变化的曲线就是脉搏波,可对其处理从而提取出心率信号。但由于PPG监测区域位置单一、需要与待测者的皮肤进行接触等问题,限制了其应用范围。
[0004]成像式光电容积描记技术(Imaging Photoplethysmography,IPPG),是一种以成像为基础的脉搏波测量方法,该技术的原理是利用RGB摄像头来捕获皮肤反射的微小颜色变本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种非接触式心率测量方法,其特征在于,包括:获取待测者的多帧人脸图像;确定每一帧人脸图像中的人脸感兴趣区域;对所有人脸感兴趣区域内的皮肤像素进行累加平均,获得IPPG信号;基于IPPG信号获取色度信号;对色度信号进行变分模态分解算法,得到多个模态分量,频谱中具有最大峰值的模态分量即为心率信号。2.根据权利要求1所述的非接触式心率测量方法,其特征在于,获取人脸感兴趣区域包括:利用landmark人脸识别模型获取人脸标记点,设定人脸感兴趣区域,使用肤色检测器剔除掉人脸边缘的环境信息。3.根据权利要求2所述的非接触式心率测量方法,其特征在于,所述肤色检测器使用多色彩空间肤色检测算法。4.根据权利要求1所述的非接触式心率测量方法,其特征在于,获取色度信号包括:对IPPG信号进行RGB三通道提取,再对RGB通道信号进行归一化处理;将归一化后的RGB值投射到两个正交色度向量;对两个正交向量经过巴特沃斯带通滤波器滤波,得到滤波后的信号;基于滤波后的信号计算色度信号。5.根据权利要求4所述的非接触式心率测量方法,其特征在于,采用交替方向乘子算法更新迭代求解正交色度向量计算中的鞍点,在频域利用增广Lagrange函数以及约束变分模型迭代更新模态分量和增广Lagrange函数乘子,直至满足迭代终止条件,得到模态分量。6.根据权利要求5所述的非接触式心率测量方法,其特征在于:变分模态分解算法中涉及的约束变分模型为:变分模态分解算法中涉及的约束变分模型为:其中,{u
k
}表...

【专利技术属性】
技术研发人员:陈玉国朱坤鹏李可徐峰王甲莉潘畅庞佼佼边圆李贻斌徐凤阳蒋丽军
申请(专利权)人:山东大学
类型:发明
国别省市:

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