基于自适应投影平面及特征筛选的非接触式心率检测方法技术

技术编号:40628694 阅读:17 留言:0更新日期:2024-03-13 21:15
本发明专利技术公开了一种基于自适应投影平面及特征筛选的非接触式心率检测方法,基本流程包括:利用摄像头获取人脸视频,进行人脸检测和跟踪获取ROI,对ROI内的像素值进行空间平均获得时变RGB信号,利用基于自适应投影平面及特征筛选的rPPG算法将三维RGB信号转变为包含脉搏信息的一维BVP信号,对获得的BVP信号进行带通滤波去除正常心率范围外的噪声,使用频域傅里叶变换及时频域频率追踪算法获取最终的心率值。针对整个流程中信号降维这一关键步骤,本发明专利技术提出的自适应投影平面,消除了在基于人脸视频检测心率过程中由于光照变化、人脸运动等因素产生的干扰,在投影平面上利用能够反映脉搏信号的时频域两个特征进行筛选,最终获取的脉搏信号具有较高的信噪比。

【技术实现步骤摘要】

专利技术属于生物医学信号处理领域,具体是一种在相机捕获的人脸视频中提取脉搏信号并计算心率值的方法。


技术介绍

1、心率作为评估人体心血管健康的重要生理参数之一,其检测方法的研究具有重要意义。传统的测量心率的方法包括心电图、胸带、可穿戴设备等。这些方法存在一些缺点,包括:需要连接电极等设备,对使用者的自由运动有较大阻碍,接触式的测量方式可能会对受试者皮肤造成不适,只能用于短期监测等等。随着网络摄像头和手机摄像头的普及,基于人脸视频的非接触式测量心率的方法得到广泛研究。这种检测方法仅通过摄像头采集的面部视频就可以提取包含心率信息的脉搏波信号,无需检测设备与人体接触,简单高效且测量成本低,并且可以用于长期心率监测,具有巨大的应用前景。

2、基于人脸视频心率检测的原理是光电容积脉搏波描记法ppg,其是photoplethysmograph的缩写。它是一种光学技术,可通过测量透射光或反射光的变化来检测组织微血管床的血容量变化。具体的讲,当光线照射在人脸时,随着被测者的心脏周期性跳动,导致真皮层下毛细血管中的血容量发生周期性变化,血液对光的吸收也随之发生变本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于自适应投影平面及特征筛选的非接触式心率检测方法,其特征在于,所述方法包括:

2.根据权利要求1所述的基于人脸视频的心率检测方法,对于获取RGB时变信号S1这一步骤,其特征在于:使用人脸检测框架实时跟踪定位人脸,选取整张人脸区域作为ROI进行空间平均获得一帧图像的RGB值,时域上拼接得到RGB三维时变信号。

3.根据权利要求1所述的基于人脸视频的心率检测方法,对于三维RGB信号降维为一维BVP信号S2这一步骤,提出的一种基于自适应投影平面及特征筛选的rPPG创新算法,其特征在于,具体步骤包括:

4.根据权利要求3所述的Kurtosis特征、S...

【技术特征摘要】

1.一种基于自适应投影平面及特征筛选的非接触式心率检测方法,其特征在于,所述方法包括:

2.根据权利要求1所述的基于人脸视频的心率检测方法,对于获取rgb时变信号s1这一步骤,其特征在于:使用人脸检测框架实时跟踪定位人脸,选取整张人脸区域作为roi进行空间平均获得一帧图像的rgb值,时域上拼接得到rgb三维时变信号。

3.根据权利要求1所述的基于人脸视频的心率检测方法,对于三维rgb信号降维为一维bvp信号s2这一步骤,提出的一种基于自适应投影平面及特征筛选的rppg创新算法,其特征在于,具体步骤包括:

4.根据权利要求3所述的kurtosis特征、snr特征,其特征在于:

5.根据权利要求1所述的基于人脸视频的心率检测方法,对于滤波s3这一步骤,其特征在于:对权利要求3中得到的估计信号进行带通滤波,使用的是六阶巴特沃斯滤波器,通带范围为[0.7hz,4hz],这是正常心率值所处的范围。

6.根据权利要求1所述的基于...

【专利技术属性】
技术研发人员:伏长虹张燕洪弘
申请(专利权)人:南京理工大学
类型:发明
国别省市:

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