基于视频图像的非接触式老年人血氧饱和度测量研究

来源 :北方工业大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:woyaojiayou123
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近几年来,我国老龄化问题越来越严重,老年人的身体健康问题自然就摆在了眼前,需要引起足够的重视。根据统计,心脑血管类的疾病在老年人中的发病率是最高的。研究表明,中国老人的心脑血栓死亡率甚至可以位居世界前列。根据心脑血栓病的发病特症,老年人最好可以做到早发现,这样才能够早治疗、早痊愈,避免诱发其他疾病。氧饱和度是重要生理参数,并且和血压心率等都与心血管疾病十分相关,对于心血管疾病的检测和预防来说,血氧饱和度是一个重要指标。方便高效地监测血氧饱和度情况的需求日益迫切。但现在不管是医院还是居家的主流血氧检测手段均需与测量者进行皮肤接触,这对于某些不便于皮肤接触的老年人来说非常不方便。这就需要一种安全高效,操作简单,结果准确的非接触式血氧测量技术。本文设计了一个基于视频图像的针对老年人血氧饱和度检测的实时测量系统,让老年人在家里通过普通光学镜头能够非接触式实时测量出自己的血氧饱和度。主要步骤有:视频采集、视频转帧预处理、高亮区域检测与去除、信号处理、血氧饱和度计算。本文具体工作内容如下:1.通过完整面部、脸颊区域、前额部分三组实验分析并选取了面部感兴趣区域(ROI)进行血氧测量。2.通过查找资料以及对于老年人的调查访问,研究老年人的皮肤特点,发现鼻部和额部有皮脂腺增生的问题,比青年人更容易出现出油和出汗的情况。并且通过理论证明验证出了使用光学镜头进行非接触式的血氧测量时,皮肤存在高亮部分会对血氧测量的结果产生影响。为了解决高亮区域对于测量的影响,本文根据双色反射模型,提出了先对高亮部分进行检测与去除,再进行血氧的计算。3.在测量过程中加入了欧拉颜色放大以及平滑滤波去噪的信号处理过程,提升氧饱和度测量的准确率。基于以上方案,展示了血氧饱和度的测量过程。并通过不同的光照条件,不同距离,不同年龄的三组对比实验论证了本方案针对老年人血氧测量的有效性和稳定性。
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