【摘要】：基于獨(dú)立分量分析(ICA)的盲源分離技術(shù)可從面部視頻序列中分離出血流脈沖信號(BVP),進(jìn)而可獲取心率、血氧飽和度和呼吸率等生命體征參數(shù)。但現(xiàn)有研究結(jié)果并未有效展示ICA在BVP獲取方面的優(yōu)勢,因此,一些研究者建議直接利用面部視頻圖像序列的綠色通道分量(G分量)并結(jié)合時(shí)域?yàn)V波進(jìn)行BVP提取(G-BVP)。本文基于9位受試者所提供的面部視頻數(shù)據(jù),對ICA-BVP和G-BVP兩種方法的性能和特點(diǎn)進(jìn)行了比較,研究了面部器官自然運(yùn)動(dòng)和光照變化等因素引起的視頻干擾成分對BVP提取效果的影響。實(shí)驗(yàn)表明,ICABVP方法在消除運(yùn)動(dòng)和光照干擾方面具有較明顯的優(yōu)勢。在ICA-BVP方法的具體實(shí)現(xiàn)過程中,提出了基于譜峭度的BVP信號自動(dòng)識別方法,用以解決ICA輸出排序不確定的問題。該方法在動(dòng)態(tài)BVP信號獲取和心率估計(jì)實(shí)驗(yàn)中取得了較理想的測試效果。綜上所述,ICA-BVP方法在基于面部視頻的血流信號提取及生命體征參數(shù)估計(jì)的應(yīng)用中,具有更好的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。
[Abstract]:The blind source separation technique based on independent component analysis (ICA) can separate the bleeding flow pulse signal (BVP), from the facial video sequence, and then obtain the vital sign parameters such as heart rate, blood oxygen saturation and respiratory rate. However, the existing research results do not effectively show the advantages of ICA in BVP acquisition. Therefore, some researchers suggest using the green channel component (G component) of facial video image sequence directly and combining with time domain filtering for BVP extraction (G-BVP). Based on the facial video data provided by 9 subjects, the performance and characteristics of ICA-BVP and G-BVP methods were compared, and the effects of video interference components caused by natural movement of facial organs and light changes on BVP extraction were studied. The experimental results show that the ICABVP method has obvious advantages in eliminating motion and light interference. In the implementation of ICA-BVP method, an automatic recognition method of BVP signal based on spectral kurtosis is proposed to solve the problem of uncertain ICA output sequencing. This method has achieved ideal test results in dynamic BVP signal acquisition and heart rate estimation experiments. To sum up, ICA-BVP method has better stability and accuracy in the application of blood flow signal extraction and vital sign parameter estimation based on facial video.
【作者單位】： 安徽大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院;安徽大學(xué)計(jì)算機(jī)智能與信號處理教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;
【基金】：國家自然科學(xué)基金(61271352,61401002)
【分類號】：TP391.41

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本文編號：2500408