基于自适应ROI选择的远程心率测量方法、装置及设备制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于自适应ROI选择的远程心率测量方法、装置及设备，该方法通过对每一帧面部图像进行分割得到多个区域；通过计算各区域的反射角、G通道值以及信噪比，构建信噪比估计模型，根据信噪比估计模型可以找出一帧图像中最适合进行iPPG心率提取的区域(ROI)，从而合成信号进行心率的估算。该方法主要解决了面部运动造成目标区域跟踪丢失的情况，该方法为iPPG技术人脸面部ROI区域的动态识别提供了一个新的思路。实验结果表明，在考虑到面部运动和光照明暗变化的情况下，在处理前后使用本发明专利技术方法，可以将信噪比提高0.3152db，PET6(误差心率的绝对值小于等于6)提高0.5651％。(误差心率的绝对值小于等于6)提高0.5651％。(误差心率的绝对值小于等于6)提高0.5651％。

【技术实现步骤摘要】
基于自适应ROI选择的远程心率测量方法、装置及设备


[0001]本专利技术涉及心率测量
，特别涉及一种基于自适应ROI选择的远程心率测量方法、装置及设备。

技术介绍

[0002]随着传染病大流行和心脏疾病致死率的提高，人们对于心脏健康的关注逐渐增加。iPPG技术是一种无接触的和无侵入的技术，可以在传感器不接触皮肤的情况下测量和监视我们的心率。通过对人体进行长时间、准确和及时的检测，再结合医生进行诊断可以很大的降低心脏疾病的致死率。iPPG的原理是它们是来自于皮肤区域的微弱强度变化每一个心动周期，由不同的血量造成的随着时间的推移。目前已有很多远程测量技术雷达、光学深度测量，已经被用来测量心率(HR)、血压、呼吸频率(RR)和心率变化率(HRV)。特别是由于其不与皮肤接触的特性可以很好的适用于驾驶员、新生儿与皮肤病患者，因此引起了许多研究人员的兴趣。
[0003]iPPG心率测量的重要步骤之一是选择ROI。iPPG信号是通过提取所选ROI在一段时期内的图像平均值产生的；这是研究人员最常使用的方法。一个ROI帧的图像平均值将给出ROI中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于自适应ROI选择的远程心率测量方法，其特征在于，包括以下步骤：连续获取受试者头部静止状态下的多帧面部图像；将每一帧面部图像分割成多个区域，并计算各区域的反射角；计算每一帧面部图像各区域的信噪比；通过每一帧面部图像各区域的反射角、G通道值以及信噪比构建信噪比估计模型；根据信噪比估计模型对每一帧面部图像选择ROI；将多帧面部图像的ROI进行信号合成，得到iPPG信号；根据iPPG信号计算受试者的心率。2.根据权利要求1所述的远程心率测量方法，其特征在于，所述将每一帧面部图像分割成多个区域，并计算各区域的反射角的步骤之前，还包括：对获取的每一帧面部图像应用MediaPipe FaceMesh来检测受试者面部的468个三维地标；将面部的三维地标作为计算面部像素的表面法向量和反射角的参考点，将三维地标j处可能的表面法向量集合定义为：式中，表示从地标j到邻近地标i的矢量，表示从地标j到另一邻近地标k的矢量，m是一个正整数，代表用于估计地标j可能的表面法线向量集合P
j
的相邻地标的数量；使用协方差分析法从表面法线向量集合P
j
中选择地标j处最具代表性的表面法线根据表面法线计算地标j的反射角θ
j
：其中，是地标j的表面法线，是相机轴的单位矢量。3.根据权利要求2所述的远程心率测量方法，其特征在于，所述将每一帧面部图像分割成多个区域，并计算各区域的反射角的步骤，包括，将受试者的面部图像分三步进行分割，分割成N个四边形的ROI部分；分割后的区域的反射角θ
m
通过以下方式给出：其中，m是N个分割区域的序号，θ
m，n
是第n个区域的四个顶点的法向角，每个区域的反射角用灰度表示。4.根据权利要求3所述的远程心率测量方法，其特征在于，所述将受试者的面部图像分三步进行分割的步骤，包括：去除眼睛、眉毛和嘴上的地标；去除由面部表情运动引起的地标，包括眼角、嘴唇和鼻子周围；直线连接其余地标。5.根据权利要求1所述的远程心率测量方法，其特征在于，所述通过每一帧面部图像各
区域的反射角、G通道值以及信噪比构建信噪比估计模型的步骤，...

【专利技术属性】
技术研发人员：范烜赫，张晶晶，黄智杰，高童，樊子阳，贺予柯，
申请(专利权)人：中国地质大学武汉，
类型：发明
国别省市：