基于视频的非接触式心率测量技术研究

来源 :合肥工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:kingwaaaa
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在人们快节奏的生活模式下,心血管类疾病发生的概率大大增加,已成为威胁人们身体健康的主要因素之一。心率,作为一种身体机能反馈指标,在心血管疾病的预防和诊断中都发挥着极为重要的作用。对于心率的测量,人们在很长一段时间内依赖于传统的接触式方法。但是,在连续监测过程中,接触式会带来活动受限和皮肤压迫等弊端,因此在动态心率监测和特殊人员护理等方面实用性不足。近年来,成像式光体积描记术(Imaging Photoplethysmography,IPPG)的发展提供了一种非接触式的心率测量手段,以其测量方便、应用广泛等特点而受到广泛关注。本文针对IPPG测量过程中存在的干扰因素,提出了基于LAB颜色空间的心率测量方法,主要工作如下:基于VJ人脸检测算子实时对视频序列中的人脸进行准确定位,在此基础上采用椭圆皮肤模型进一步获取皮肤区域。随后,将RGB颜色空间换到LAB颜色空间,对亮度信号进行分离,并采用平滑先验方法去除A通道和B通道原信号中的静态伪影,最终将A和B通道的色差信号作为伪脉搏波信号。接下来,利用集合经验模态分解算法对伪脉搏波进行分解,得到一组本征模态函数(Intrinsic Mode Functions,IMF)。筛选出能量比和峰值比最高的IMF,并根据最高峰对应的频率估计心率。最后,对30名志愿者所拍摄的90个视频进行了实验分析。结果表明,基于本文测量方法得到的心率平均绝对偏差仅有2.54bpm(beats/min),在95%置信区间上其测量偏差在-7.14bpm到3.40bpm之间。
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