基于盲信号分离的运动鲁棒视频心率检测研究

来源 :合肥工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:passionzy
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
心率是一项重要的生命体征参数,可以反映个体的生理和心理状况,其检测广泛应用于医学诊断、健康监护、疲劳驾驶检测等领域。近年来,基于普通摄像头的远程光电容积描记术(remote photoplethysmography,r PPG)技术由于无需与个体接触、成本低、简单方便和应用广泛等优点,成为研究热点。但是,由于r PPG技术包含的脉搏波信号幅值微弱,易受到运动伪迹的干扰,导致检测的心率值准确度下降。本文针对两种运动伪迹场景,提出基于盲信号分离的运动鲁棒视频心率检测方法,提升视频心率检测的准确性和鲁棒性。一方面,针对受试者头部运动范围较大或受试者在监测环境中四处走动时,单个摄像头不能每时每刻检测到受试者的面部,本文通过结合集合经验模态分解(ensemble empirical mode decomposition,EEMD)和时延典型相关分析(timedelay Canonical correlation analysis,TDCCA),采用多个同步摄像头对受试者进行无缝拍摄,进而实现远程心率检测的模拟研究。对于每一帧图像,从多个摄像头中选择面积最大的感兴趣区域作为目标感兴趣区域。其次,计算该目标感兴趣区域内所有像素的平均值,一帧帧地构成多通道RGB像素均值序列。然后,联合集合经验模态分解和时延典型相关分析获得血容量脉冲信号,进而计算视频心率。在自采数据库上验证该算法的性能,同时与其他四种典型方法的性能进行对比,结果表明该方法获得最佳性能,平均绝对误差为4.11次/分钟,平均百分比误差为5.26%,均方根误差为5.37次/分钟,皮尔逊相关系数为0.90。另一方面,针对受试者头部运动幅度较大的情形,提出了一种基于盲源分离和谱减法技术相结合的运动干扰去除方案。过联合分析面部感兴趣区域的RGB像素均值序列和面部特征点的运动轨迹来提取运动噪声源信号,并将之从RGB像素均值序列中消除,之后采用谱减法技术对运动噪声做进一步抑制,达到抑制运动干扰,从而提高视频心率检测的准确度。采用公开数据库UBFC-RPPG验证算法性能并与其他方法性能做对比,结果表明本文所提方法具有最佳性能。综上,本论文为真实环境下视频心率检测提供了解决方案。
其他文献
随着电影数量的不断增多,视频网站的电影数量也在不断地增加,但是视频网站常常会给用户推荐一些低质量或者用户不感兴趣的电影。如何提高推荐电影的质量以及与用户兴趣相关的电影成为了电影推荐的研究重点之一。虽然视频网站的电影推荐系统日益复杂化,相关的推荐算法也多种多样,但是以目前的推荐系统来说也难以满足要求。因此为了解决推荐电影的低质量问题和电影与用户兴趣相关性的问题,本论文展开了相关研究,主要包括以下内容
行为识别是视频分析领域的重要研究课题,在视频监控、医疗辅助、人机交互等场景中应用广泛,其目的是借助计算机视觉技术自动分析和识别视频中的人体行为,并给出分类标签。然而,由于视频内容的复杂性和行为本身的多样性,使行为识别面临着巨大的挑战。现有的行为识别方法,在分析和识别视频中的人体行为的过程中,仍然受到复杂场景信息和背景噪声的干扰。当前的多数方法局限于从外观和光流中学习行为模式,使得模型在分析理解复杂
MEMS压力传感器因其结构特点和工作原理,具有测量精度高、易于大批量生产、长期稳定性好等优点,且制造过程与传统集成电路工艺兼容,已经广泛应用于航空航天、智能制造、汽车电子及生物医学领域。随着先进制造、人工智能技术发展,结合谐振式传感器具有灵敏度高、成品体积小、驱动功耗低的特点,谐振式MEMS压力传感器一直以来是国内外高校、科研机构研究的重点。传统压力传感器主要采用静电激励、电热激励、压电激励等驱动
近年来,随着人们公共安全意识的提高,智能安防监控系统在公共安全领域中起到了越来越重要的作用,而行人再识别作为其中一项关键技术,受到了广泛的关注和研究。但在复杂的实际应用场景中,通常会存在行人姿态变化、空间错位等不理想的情况,导致算法提取到的行人特征难以达到理想的效果。因此,本文主要围绕如何增强行人特征的表示能力展开研究,提出了两种能够有效增强行人特征的行人再识别网络。本文的主要工作内容及创新点总结
随着柔性电子皮肤的发展,研究用于人体运动监测、手势识别、医疗健康和人机交互等领域的柔性应变传感器具有重要的意义,基于裂纹的柔性应变传感器由于其超高的灵敏度,近年来受到了广泛的关注。论文利用仿生概念,受蝎子对细微机械振动敏感能力的启发,设计并制备一种基于微裂纹结构,兼具高灵敏和高稳定特性的柔性应变传感器。本研究选取具备优良导电性、强化学稳定性和高热稳定性的羟基化石墨烯导电材料,强粘接性和可快速固化等
结构光立体视觉技术具有非接触,快速,便携性好,精度高等优点,因此在工业制造,生物医学,和文物保护等领域应用广泛。近年来随着人工智能的兴起,人脸识别、人脸支付技术、AR技术等对三维测量的要求越来越高,如何实现快速、高精度和低成本的三维测量技术变得尤为重要。常见的结构光三维测量技术通过投影正弦条纹来获取被测物体的相位信息,通过相位展开算法进行三维信息恢复。但该技术存在两方面问题:首先,由于投影的正弦条
据统计,2018年至今,由于种种客观原因造成电力杆塔倾斜和倒塌事故累计发生900多起,直接造成经济损失超14亿元,所以电力杆塔的安全监测对于输电线路的稳定运营具有重要价值。由于杆塔属于大型钢结构件,振动对杆塔的倾斜度监测数据影响较大,引入了大量观测噪声,导致杆塔倾斜度测量精度低,杆塔倾斜度监测系统难以发挥作用。因此对于杆塔倾斜度监测方法进行研究,实现电力杆塔在线监测和预警,这对于输电线路稳定运营具
随着物联网与半导体技术的发展,工业中对于流量仪表设计从传统的机械式结构向着数字化、智能化、网联化的方向不断推进;同时伴随着近年来工业物联网技术的兴起,工业生产制造过程中对于支持物联功能的工业设备的需求也越来越多,而已经得到广泛应用的数字流量仪表是其中之一。现有的数字流量仪表的物联技术以定制化为主,导致物联技术向其它流量仪表移植的匹配难度大、通用性差;在物联功能方面以实现低刷新率的仪表日志数据转发功
红外成像技术需求日益增长,因成本和工艺水平的原因,限制了红外成像技术的应用。为实现对较弱的红外辐射进行成像且节约成本并提高成像的细节分辨率,提出将光学层析技术与调频调制盘成像技术相结合的方法来实现一种低成本情况下获得更高分辨率和极高信噪比的成像系统。经实验验证,该技术能够在红外焦平面阵列无法进行成像的情况下仍能保证成像的稳定性。本文主要研究工作和成果包括:1、以层析成像中的傅里叶中心切片定理为基础
随着计算机技术的蓬勃发展,人工智能迎来了新热潮。深度学习作为人工智能领域的主要技术之一,在计算机视觉、自然语言处理、语音识别等诸多领域取得了突破性的进展。在物体检测、对象识别、机器翻译等单模态任务中达到了媲美人类的水平。近年来,越来越多的研究者将关注点从单一模态信息处理扩展到跨模态任务,诸如视觉叙事、自动问答等更加复杂且具有应用价值的多模态任务成为新兴的研究热点。图像字幕生成任务就是其中一种,旨在