發(fā)布時間：2017-06-17 10:06

  本文關(guān)鍵詞：基于Android的人體心率非接觸式測量軟件設(shè)計與實現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著國家逐步進入老齡化社會，心血管疾病患病率的逐年增高，因此用戶的心率參數(shù)的監(jiān)測日益重要。傳統(tǒng)醫(yī)療測量人體心率參數(shù)主要使用的心電圖機具有過于笨重和操作過于專業(yè)化的缺點；而新興的家庭式測量手段由于需要接觸專業(yè)測量工具也無法真正的實現(xiàn)隨時隨地測量。智能手機的普及和圖像處理技術(shù)的高速發(fā)展讓在手機上隨時隨地地非接觸式測量心率測量成為可能。在Android上直接開發(fā)的客戶端使得測量結(jié)果更加具有便攜性、直觀性和親和性。因此本研究的非接觸式心率測量軟件具有技術(shù)先進、低成本、易操作、靈活性等創(chuàng)新點，該研究方向也將逐步成為移動醫(yī)療產(chǎn)品的設(shè)計和發(fā)展趨勢。 首先，本文綜合地介紹了目前心率測量產(chǎn)品（含接觸式測量和非接觸式測量）的存在狀況、主流技術(shù)的發(fā)展、測量性能。并以此綜合性分析為基礎(chǔ)，闡述了本設(shè)計的可行性與創(chuàng)新性，并介紹了本文的主要結(jié)構(gòu)與內(nèi)容安排。 其次，本文單獨用了一章的內(nèi)容講述獨立成分分析方法（ICA）發(fā)展歷史和ICA方法中的四種具體算法，其中著重介紹了JADE的數(shù)學(xué)原理與過程推導(dǎo)。為本測量軟件中采用的核心算法的科學(xué)性和準(zhǔn)確性提供理論上的支持。并在后期的結(jié)果分析中，專門利用MATLAB軟件的優(yōu)秀仿真處理功能，對算法的科學(xué)性與測量的準(zhǔn)確性進行驗證。 然后，本文從軟件開發(fā)的目的簡要地闡述Android平臺的整體架構(gòu)，并介紹了Android的各個模塊功能及其相互之間的聯(lián)系，以及Android下編程需要用到的基礎(chǔ)軟件知識。通過第三章對Android及其組件的的介紹，我們對Android編程原理有了一個結(jié)構(gòu)性的了解。 接著，我們在第四章對心率測量軟件進行總體和具體兩個層次的設(shè)計與實現(xiàn)。先在整體的層次上對軟件的功能架構(gòu)進行設(shè)計。然后將軟件的功能模塊化，對每個模塊的具體流程進行剖析。并結(jié)合UI界面與后臺程序的交互過程，，使得軟件有足夠的適用性。并且在進行關(guān)鍵性的JADE算法處理之前，我們對得到的輸入信號進行預(yù)處理，從而提高算法的處理效率和處理結(jié)果的準(zhǔn)確性。 繼而，我們對JADE算法處理后的數(shù)據(jù)進行時間域和頻域上的具體觀察與分析，得到對ICA圖像處理的理論知識的驗證。從而測量出人體的心率參數(shù)。在本文的最后一章中，我們對算法仿真結(jié)果、手機軟件測量結(jié)果和對照組測量的結(jié)果分析。通過手機處理結(jié)果與對照組結(jié)果的對比，得到本測量軟件測量結(jié)果的準(zhǔn)確性；通過MATLAB下的算法仿真結(jié)果和手機處理結(jié)果對照，我們利用單一變量法逐步確定影響測量結(jié)果準(zhǔn)確性的影響因子。 最后，我們以結(jié)果分析中的軟件測量結(jié)果和影響因子為基礎(chǔ)，對軟件的設(shè)計和處理能力提出了改進方向和未來的研究領(lǐng)域。
【關(guān)鍵詞】：ICA 非接觸式測量 JADE Android 圖像處理
【學(xué)位授予單位】：北京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：R318.6;TP311.52
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 第一章 緒論11-21
• 1.1 研究背景和意義11-14
• 1.2 國內(nèi)外發(fā)展趨勢及現(xiàn)狀14-17
• 1.3 研究意義和研究工作17-18
• 1.4 論文內(nèi)容安排18-21
• 第二章 基于 ICA 方法的人臉圖像處理算法研究21-33
• 2.1 人臉檢測的綜述21-24
• 2.1.1 人臉檢測的發(fā)展史21-23
• 2.1.2 BSS（盲源分離）和 ICA23-24
• 2.2 ICA 有關(guān)的知識24-27
• 2.2.1 ICA 的基本模型24-25
• 2.2.2 ICA 的前提假設(shè)25-26
• 2.2.3 ICA 的不確定性26-27
• 2.3 ICA 經(jīng)典算法27-33
• 2.3.1 信息最大化算法27-29
• 2.3.2 互信息最小化算法29
• 2.3.3 基于自然梯度的 ICA 算法29-31
• 2.3.4 JADE 算法31-33
• 第三章 ANDROID 系統(tǒng)平臺介紹33-45
• 3.1 ANDROID的系統(tǒng)架構(gòu)33-37
• 3.1.1 應(yīng)用程序34
• 3.1.2 應(yīng)用程序框架層34-35
• 3.1.3 核心 C/C++系統(tǒng)庫35-36
• 3.1.4 Java 程序運行環(huán)境36
• 3.1.5 Linux Kernel36-37
• 3.2 ANDROID程序設(shè)計37-45
• 3.2.1 Activity38-41
• 3.2.2 Service 組件41-42
• 3.2.3 Content Provider 組件42-43
• 3.2.4 Broadcast Receiver 組件43-44
• 3.2.5 Intent 組件44-45
• 第四章 心率測量軟件的設(shè)計與實現(xiàn)45-58
• 4.1 軟件的設(shè)計目標(biāo)45-46
• 4.2 軟件的設(shè)計原則46-47
• 4.2.1 技術(shù)的先進性46
• 4.2.2 界面友好性46-47
• 4.2.3 結(jié)果的準(zhǔn)確性47
• 4.3 系統(tǒng)子程序模塊的設(shè)計47-58
• 4.3.1 視頻信號獲取模塊47-48
• 4.3.2 ICA 圖像預(yù)處理模塊48-51
• 4.3.3 JADE 算法模塊51-52
• 4.3.4 FFT 時頻變換模塊52-54
• 4.3.5 心率尋峰模塊54-55
• 4.3.6 UI 界面模塊55-57
• 4.3.7 測量數(shù)據(jù)存儲模塊57-58
• 第五章 結(jié)果分析58-62
• 5.1 MATLAB 下處理電腦拍攝圖像算法仿真結(jié)果分析59
• 5.2 MATLAB 下處理手機拍攝的圖像的結(jié)果分析59-60
• 5.3 手機下直接處理手機拍攝的圖像結(jié)果分析60-62
• 第六章 總結(jié)與展望62-64
• 6.1 本研究的優(yōu)勢62
• 6.2 本研究的不足與改進62-63
• 6.3 未來的研究方向63-64
• 參考文獻64-67
• 攻讀學(xué)位期間的研究成果目錄67-68
• 致謝68

【參考文獻】

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  本文關(guān)鍵詞：基于Android的人體心率非接觸式測量軟件設(shè)計與實現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：458031