【摘 要】
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心率是人类重要的生命体征,心率变化和心脏疾病密切相关,是评估人类健康状况的有效指标之一。心率检测按照是否与人体接触,可以分为两大类:接触式和非接触式。接触式心率检测通过传感器、电极等装置与人体直接或间接接触来获取生理信息,准确率较高,但是存在不方便检测、容易产生交叉感染、检测设备高昂等问题,因此在应用上具有较大局限性。非接触式心率检测是一种无创、便携且价格低廉的检测方式,可以实现远程生理监控,应用
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心率是人类重要的生命体征,心率变化和心脏疾病密切相关,是评估人类健康状况的有效指标之一。心率检测按照是否与人体接触,可以分为两大类:接触式和非接触式。接触式心率检测通过传感器、电极等装置与人体直接或间接接触来获取生理信息,准确率较高,但是存在不方便检测、容易产生交叉感染、检测设备高昂等问题,因此在应用上具有较大局限性。非接触式心率检测是一种无创、便携且价格低廉的检测方式,可以实现远程生理监控,应用前景广泛。本文主要在不同强度的光源条件下进行实验,通过手机摄像头采集的人脸视频图像获取心率信息,与同步采集到的标准心音信号进行对比。具体工作如下:1.实现了两个非接触式心率测量方法,基于欧拉影像放大的非接触式心率测量和基于RGB皮肤检测算法的心率测量。2.研究脉搏波的提取方法。采用基于RGB皮肤检测算法提取人脸皮肤绿色通道信号,使用小波变换对信号进行去噪和重构后,计算出心率值。3.搭建基于视频的心率测量系统的软件平台,用于实现心率的测量和动态变化波形展示,并与心音信号波形进行同步对比。本研究探讨了不同光强对心率测量的影响,同时利用基于欧拉影像放大的非接触式心率测量与基于RGB皮肤检测算法的心率测量进行实验对比,证明两者的有效性。当bpm≥95时,两种算法测量结果的平均误差和标准差都比较大,无法替代传统心率检测算法。当bpm<95时,本研究确定了动态光照范围为50lx～200lx,在该范围内,基于RGB皮肤检测方法的平均误差和标准差为M±SD=-5.02±5.37,RMSE=7.35,皮尔森系数r=0.69。基于欧拉放大方法的平均误差和标准差为M±SD=-3.67±5.69,RMSE=6.77,皮尔森系数r=0.50,可以代替传统心率检测方法。
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