人體皮膚的顏色會隨著脈搏的跳動而發(fā)生變化,這種變化雖然是肉眼不可見的,但是卻可以被普通消費級相機捕捉到,并用于脈搏波的估計。這種基于皮膚顏色變化脈搏波檢測技術被稱為成像型光電體積描記法（IPPG）。其操作簡單、耗材成本低、用戶體驗舒適等優(yōu)點推動其成為計算機視覺領域的研究熱點。集成了LED光源和攝像頭的智能手機是一種簡易有效的IPPG設備,可用于脈搏波的快速檢測。但是現(xiàn)實場景中存在各種復雜的干擾因素,使測得的脈搏波波形產(chǎn)生失真,導致波形質量下降。傳統(tǒng)的脈搏波優(yōu)化方法大多只適用于某類具有特定統(tǒng)計特性的噪聲,并不適用于現(xiàn)實場景中復雜的噪聲綜合體。針對這一問題,提出兩種抗復雜噪聲干擾的算法,文章的主要內(nèi)容如下:（1）針對手機前置相機捕捉到的臉部脈搏信號中存在的波形失真問題,提出正交匹配跟蹤算法（AOMP）對其進行優(yōu)化處理。具體步驟包括:利用頻率在人體脈搏頻段內(nèi)的正弦信號構建脈搏字典;計算字典中每條正弦信號與原始脈搏波的匹配度,選取匹配度最高的正弦波用以擬合原始脈搏波;計算擬合脈搏波與原始脈搏波的誤差,并對誤差做進一步擬合,重復執(zhí)行,直至誤差滿足預設要求。（2）針對手機后置相機捕捉到的指尖脈搏信... 

【文章來源】：合肥工業(yè)大學安徽省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：59 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

脈搏波一次周期的示意圖

量則反映由血液容積變化所引起的光強變化。PPG 技術已經(jīng)被互，并被證明可以有效地檢測生理參數(shù)的實時變化規(guī)律（如：血氧率變異性、血壓、呼吸率和心臟輸出量）和評估心血管健康狀態(tài)、腦中風）。Allen 在他的綜述論文中詳細介紹了 PPG 技術在臨其具體內(nèi)容可以參考文獻[6]。最近，基于綠色通道的 PPG 設備比近紅外光源，血紅蛋白和脫氧血紅蛋白對綠色波段光源具有更，基于綠色光源的 PPG 脈搏波具有更高的清晰度和信噪比[7]。光源和光學傳感器的具體位置，對 PPG 信號的檢測可以分為兩和反射模式。在透射模式中，人體組織樣本被置于光源和傳感器通過接收組織透射光實現(xiàn)對脈搏波的檢測。這類傳感器必須固的某個位置（如：指尖和耳垂），易受外界環(huán)境的影響（如：環(huán)圖 1.2 透過體表組織的光強變化圖Fig 1.2 Variation in light attenuation through issue

2.1 手機端 IPPG 技術的缺陷經(jīng)過最近幾年的發(fā)展，手機端 IPPG 技術取得了顯著的進步。但是，作為一項新興技術，手機端 IPPG 仍存在著很多技術上的不足與缺陷。在硬件方面，由于不同型號的手機配置和性能都不相同，所以很難做到數(shù)據(jù)采集的規(guī)范化和統(tǒng)一化。部分高配手機相機的相機幀率可以達到 60 幀每秒及以上；相機分辨率可以達到 2000萬像素及以上；并且手機的 LED 光源可以切換成柔和模式。但是部分低配手機的相機幀率會低于 30 幀每秒，并且?guī)蕵O不穩(wěn)定；相機分辨率低，很難捕捉到清晰的 IPPG 信號；手機光源照射不均勻，光強過大導致出現(xiàn) IPPG 信號的色度飽和以及光源燙手現(xiàn)象。在視頻采集過程中，受試者難免會產(chǎn)生不自主的肌肉運動，引起臉部/指尖相對鏡頭產(chǎn)生位移已經(jīng)壓力變化，形成運動偽影，嚴重的運動偽影還會是 IPPG 信號產(chǎn)生完全失真。在測試環(huán)境方面，外界環(huán)境中光照強弱的變化，以及手機的晃動引起的背景變化，都是導致 IPPG 信號失真的直接因素。這些因素混雜圖 2.1 基于臉部視頻的脈搏波檢測流程圖Fig 2.1 The framework of pulsatile waveform detection from facial videos

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于改進YCrCb顏色空間的膚色分割[J]. 曹建秋,王華清,藍章禮.  重慶交通大學學報(自然科學版). 2010(03)



本文編號：2950100