【摘要】：目的心率是直接反映人體健康的重要指標(biāo)之一,基于視頻的非接觸式心率檢測在醫(yī)療健康領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。然而,現(xiàn)有的基于視頻的方法不適用于復(fù)雜的現(xiàn)實場景,主要原因是沒有考慮視頻中目標(biāo)晃動干擾和空間尺度特征,使得血液容積脈沖信號提取不準(zhǔn)確,檢測精度不盡人意。為了克服以上缺陷,提出一種抗人臉晃動干擾的非接觸式心率檢測方法。方法本文方法主要包含3個步驟:首先,針對目標(biāo)晃動干擾人臉區(qū)域選擇的問題,利用判別響應(yīng)圖擬合檢測參考圖像的人臉區(qū)域及主要器官特征點,在人臉跟蹤時首次引入傾斜校正思想,輸出晃動干擾抑制后的人臉視頻;然后,結(jié)合空間尺度的差異,采用顏色放大方法對晃動干擾抑制后的人臉視頻進(jìn)行時空處理,提取干凈的血液容積脈沖信號;最后,考慮到小樣本問題,通過傅里葉系數(shù)迭代插值的頻域分析方法估計心率。結(jié)果在人臉靜止的合作情況以及人臉晃動的非合作情況下采集視頻,對心率檢測結(jié)果進(jìn)行定量分析,本文方法在兩種情況下的準(zhǔn)確率分別為97.84%和97.30%,與經(jīng)典和最新的方法相比,合作情況準(zhǔn)確率提升大于1%,非合作情況準(zhǔn)確率提升大于7%,表現(xiàn)了出色的性能。結(jié)論提出了一種基于人臉視頻處理的心率檢測方法,通過有效分析人臉的晃動干擾和尺度特性,提取到干凈的血液容積脈沖信號,提高了心率檢測的精度和魯棒性。
[Abstract]:Objective Heart rate is one of the important indexes to reflect human health directly. Non-contact heart rate detection based on video has a wide application prospect in the field of medical health. However, the existing video-based methods are not suitable for complex real scenes, the main reason is that the target sloshing interference and spatial scale characteristics are not considered in the video, which makes the extraction of blood volume pulse signal inaccurate and the detection accuracy unsatisfactory. In order to overcome the above defects, a non-contact heart rate detection method against face sloshing interference is proposed. Methods the method consists of three steps: firstly, aiming at the problem of target sloshing interference, the discriminant response graph is used to fit the face region and the main organ feature points of the reference image. In face tracking, tilt correction is introduced for the first time to output face video after swinging interference suppression. Then, color amplification method is used to process face video after sloshing interference suppression by combining spatial scale difference. The clean blood volume pulse signal is extracted. Finally, considering the small sample problem, the heart rate is estimated by Fourier coefficient iterative interpolation method in frequency domain. Results the video was collected under the condition of static face cooperation and the non-cooperative situation of face sloshing, and the results of heart rate detection were quantitatively analyzed. The accuracy of the two methods were 97.84% and 97.30% respectively, compared with the classical method and the latest method. The accuracy of cooperation is greater than 1, and that of non-cooperation is more than 7, showing excellent performance. Conclusion A heart rate detection method based on face video processing is proposed. By analyzing the sloshing interference and scale characteristics of face effectively, the clean blood volume pulse signal is extracted, which improves the accuracy and robustness of heart rate detection.
【作者單位】： 合肥工業(yè)大學(xué)計算機(jī)與信息學(xué)院;
【基金】：國家自然科學(xué)基金項目(61175033,61503111) 安徽省自然科學(xué)基金項目(1508085SMF222) 合肥工業(yè)大學(xué)應(yīng)用科技成果培育計劃(JZ2016YYPY0051)~~
【分類號】：R540.4;TP391.41

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本文編號：2222989