基于視頻放大的脈搏波提取方法研究
發(fā)布時間:2021-04-28 04:05
心血管疾病是危害人體健康的常見疾病,通過非臨床手段實現(xiàn)日常心血管健康狀況檢測具有重要的研究意義。脈搏波是反映人體心血管健康狀況的重要指標(biāo)之一,基于視頻法的非接觸式脈搏波檢測是目前計算機視覺領(lǐng)域研究的熱點方向。目前,視頻法非接觸式脈搏波提取研究可以分為兩類,一類是基于面部臉頰顏色變化的脈搏波提取,另一類是基于腕部橈動脈微小搏動變化的脈搏波提取。橈動脈運動變化比面部顏色變化更能反映心血管的真實狀況,因此,橈動脈脈搏波的提取具有更高的研究價值。針對于腕部橈動脈的生理特點,本文提出了一種基于視頻運動放大的脈搏波提取算法,創(chuàng)新性概括如下:(1)針對現(xiàn)有的視頻法采集脈搏波信號過程中沒有考慮噪聲信號抑制的問題,本文提出了一種基于歐拉視頻放大信號選擇的橈動脈脈搏波提取算法。在現(xiàn)有算法的基礎(chǔ)上,采用拉普拉斯金字塔策略提取更完備的多尺度感興趣信號。并根據(jù)信噪比大小,選用高信噪比的區(qū)域作為感興趣的區(qū)域來避免噪聲信號的干擾,從而最終實現(xiàn)高可靠的脈搏信號的心率測定。(2)設(shè)計并實現(xiàn)了一種基于視頻放大的脈搏波提取系統(tǒng),該系統(tǒng)以橈動脈作為提取對象,通過普通攝像頭對人體腕部橈動脈進(jìn)行視頻數(shù)據(jù)采集,然后經(jīng)過本文所提出的...
【文章來源】:合肥工業(yè)大學(xué)安徽省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:76 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
致謝
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 引言
1.2 研究背景及意義
1.3 研究現(xiàn)狀和進(jìn)展
1.3.1 接觸式脈搏波檢測方法
1.3.2 非接觸式脈搏波檢測方法
1.4 主要研究工作與章節(jié)安排
第二章 基于視頻放大的脈搏波提取基本理論
2.1 引言
2.2 脈搏波理論基礎(chǔ)
2.2.1 脈搏波的形成機制
2.2.2 橈動脈脈搏波物理意義
2.2.3 橈動脈脈搏波檢測方法
2.3 歐拉視頻放大理論
2.3.1 基本原理
2.3.2 算法框架
2.4 盲源分離
2.5 獨立成分分析
2.6 評價標(biāo)準(zhǔn)
2.6.1 定量指標(biāo)
2.6.2 定性分析
2.7 本章小結(jié)
第三章 基于歐拉運動放大的脈搏波檢測方法
3.1 引言
3.2 非接觸式脈搏波提取方法
3.2.1 視頻運動放大
3.2.2 最優(yōu)ROI區(qū)域選取
3.2.3 脈搏波提取與心率估算
3.3 實驗與結(jié)果
3.3.1 實驗設(shè)計
3.3.2 實驗結(jié)果與分析
3.4 本章小結(jié)
第四章 脈搏波檢測系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)
4.1 引言
4.2 系統(tǒng)需求分析
4.2.1 可行性分析
4.2.2 功能性需求分析
4.2.3 非功能性需求分析
4.3 系統(tǒng)設(shè)計
4.3.1 系統(tǒng)設(shè)計原則
4.3.2 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計
4.3.3 系統(tǒng)數(shù)據(jù)模型設(shè)計
4.3.4 系統(tǒng)類設(shè)計
4.4 系統(tǒng)功能實現(xiàn)
4.4.1 視頻采集功能
4.4.2 參數(shù)設(shè)置功能
4.4.3 視頻放大功能
4.4.4 ROI選取功能
4.4.5 脈搏波提取功能
4.5 系統(tǒng)測試
4.5.1 測試方法
4.5.2 測試環(huán)境
4.5.3 功能測試
4.5.4 性能測試
4.5.5 測試結(jié)論
4.6 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
5.1 全文總結(jié)
5.2 后續(xù)展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)活動及成果情況
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于歐拉影像放大的非接觸式心率測量方法[J]. 蘇培權(quán),許亮,梁永堅. 計算機應(yīng)用. 2018(03)
[2]《中國心血管病報告2017》要點解讀[J]. 馬麗媛,吳亞哲,王文,陳偉偉. 中國心血管雜志. 2018(01)
[3]互聯(lián)網(wǎng)時代的弄潮兒——可穿戴醫(yī)療設(shè)備[J]. 王玲,戰(zhàn)鵬弘,劉文勇. 科技導(dǎo)報. 2017(02)
[4]非合作面部晃動情況下的心率檢測[J]. 戚剛,楊學(xué)志,吳秀,霍亮. 中國圖象圖形學(xué)報. 2017(01)
[5]微小運動顯微鏡及其應(yīng)用[J]. 雷林,孫水發(fā),潘幸子,李準(zhǔn),楊敏. 電腦與信息技術(shù). 2016(01)
[6]智能可穿戴設(shè)備在醫(yī)療健康領(lǐng)域的發(fā)展與應(yīng)用[J]. 陳騫. 上海信息化. 2014(12)
[7]基于普通攝像頭的心率測量方法研究[J]. 劉祎,歐陽健飛,閆勇剛. 計算機工程與應(yīng)用. 2016(07)
[8]基于PPG的心率和呼吸頻率的測量研究[J]. 馬俊領(lǐng),王成,李章俊,趙宏垚. 光學(xué)技術(shù). 2011(03)
[9]基于拉普拉斯金字塔變換的圖像融合算法研究[J]. 陳浩,王延杰. 激光與紅外. 2009(04)
[10]基于示波法的血管硬度無創(chuàng)檢測系統(tǒng)[J]. 趙學(xué)玲,吳萍,徐可欣,陳小紅,劉瑾,杜振輝. 電子技術(shù)應(yīng)用. 2008(06)
碩士論文
[1]基于非監(jiān)督特征的多模態(tài)色情視頻檢測算法研究與系統(tǒng)實現(xiàn)[D]. 盧斌.上海交通大學(xué) 2016
[2]基于圖像處理技術(shù)的非接觸式心率檢測算法研究[D]. 陳映果.華僑大學(xué) 2015
[3]基于FastICA算法的非接觸心率、呼吸頻率檢測[D]. 劉穎.南昌大學(xué) 2015
[4]基于視頻實時持續(xù)心率檢測及可視化[D]. 王盛波.杭州師范大學(xué) 2015
[5]主動脈血液動力學(xué)分析[D]. 段虎.太原理工大學(xué) 2014
[6]基于歐拉視頻放大技術(shù)的視頻圖像微變化分析與研究[D]. 胡聘聘.武漢理工大學(xué) 2014
[7]光學(xué)體積描記術(shù)信號與血容量變化的相關(guān)性研究[D]. 聶斯沁.廣州中醫(yī)藥大學(xué) 2014
[8]基于Bland-Altman法LoA可信區(qū)間的一致性評價[D]. 繆華章.南方醫(yī)科大學(xué) 2014
[9]基于ARM的心血管參數(shù)檢測系統(tǒng)的實現(xiàn)[D]. 楊劍萍.廈門大學(xué) 2008
[10]脈搏波分析方法及心血管功能參數(shù)檢測系統(tǒng)的研究[D]. 刁越.北京工業(yè)大學(xué) 2005
本文編號:3164766
【文章來源】:合肥工業(yè)大學(xué)安徽省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:76 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
致謝
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 引言
1.2 研究背景及意義
1.3 研究現(xiàn)狀和進(jìn)展
1.3.1 接觸式脈搏波檢測方法
1.3.2 非接觸式脈搏波檢測方法
1.4 主要研究工作與章節(jié)安排
第二章 基于視頻放大的脈搏波提取基本理論
2.1 引言
2.2 脈搏波理論基礎(chǔ)
2.2.1 脈搏波的形成機制
2.2.2 橈動脈脈搏波物理意義
2.2.3 橈動脈脈搏波檢測方法
2.3 歐拉視頻放大理論
2.3.1 基本原理
2.3.2 算法框架
2.4 盲源分離
2.5 獨立成分分析
2.6 評價標(biāo)準(zhǔn)
2.6.1 定量指標(biāo)
2.6.2 定性分析
2.7 本章小結(jié)
第三章 基于歐拉運動放大的脈搏波檢測方法
3.1 引言
3.2 非接觸式脈搏波提取方法
3.2.1 視頻運動放大
3.2.2 最優(yōu)ROI區(qū)域選取
3.2.3 脈搏波提取與心率估算
3.3 實驗與結(jié)果
3.3.1 實驗設(shè)計
3.3.2 實驗結(jié)果與分析
3.4 本章小結(jié)
第四章 脈搏波檢測系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)
4.1 引言
4.2 系統(tǒng)需求分析
4.2.1 可行性分析
4.2.2 功能性需求分析
4.2.3 非功能性需求分析
4.3 系統(tǒng)設(shè)計
4.3.1 系統(tǒng)設(shè)計原則
4.3.2 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計
4.3.3 系統(tǒng)數(shù)據(jù)模型設(shè)計
4.3.4 系統(tǒng)類設(shè)計
4.4 系統(tǒng)功能實現(xiàn)
4.4.1 視頻采集功能
4.4.2 參數(shù)設(shè)置功能
4.4.3 視頻放大功能
4.4.4 ROI選取功能
4.4.5 脈搏波提取功能
4.5 系統(tǒng)測試
4.5.1 測試方法
4.5.2 測試環(huán)境
4.5.3 功能測試
4.5.4 性能測試
4.5.5 測試結(jié)論
4.6 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
5.1 全文總結(jié)
5.2 后續(xù)展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)活動及成果情況
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于歐拉影像放大的非接觸式心率測量方法[J]. 蘇培權(quán),許亮,梁永堅. 計算機應(yīng)用. 2018(03)
[2]《中國心血管病報告2017》要點解讀[J]. 馬麗媛,吳亞哲,王文,陳偉偉. 中國心血管雜志. 2018(01)
[3]互聯(lián)網(wǎng)時代的弄潮兒——可穿戴醫(yī)療設(shè)備[J]. 王玲,戰(zhàn)鵬弘,劉文勇. 科技導(dǎo)報. 2017(02)
[4]非合作面部晃動情況下的心率檢測[J]. 戚剛,楊學(xué)志,吳秀,霍亮. 中國圖象圖形學(xué)報. 2017(01)
[5]微小運動顯微鏡及其應(yīng)用[J]. 雷林,孫水發(fā),潘幸子,李準(zhǔn),楊敏. 電腦與信息技術(shù). 2016(01)
[6]智能可穿戴設(shè)備在醫(yī)療健康領(lǐng)域的發(fā)展與應(yīng)用[J]. 陳騫. 上海信息化. 2014(12)
[7]基于普通攝像頭的心率測量方法研究[J]. 劉祎,歐陽健飛,閆勇剛. 計算機工程與應(yīng)用. 2016(07)
[8]基于PPG的心率和呼吸頻率的測量研究[J]. 馬俊領(lǐng),王成,李章俊,趙宏垚. 光學(xué)技術(shù). 2011(03)
[9]基于拉普拉斯金字塔變換的圖像融合算法研究[J]. 陳浩,王延杰. 激光與紅外. 2009(04)
[10]基于示波法的血管硬度無創(chuàng)檢測系統(tǒng)[J]. 趙學(xué)玲,吳萍,徐可欣,陳小紅,劉瑾,杜振輝. 電子技術(shù)應(yīng)用. 2008(06)
碩士論文
[1]基于非監(jiān)督特征的多模態(tài)色情視頻檢測算法研究與系統(tǒng)實現(xiàn)[D]. 盧斌.上海交通大學(xué) 2016
[2]基于圖像處理技術(shù)的非接觸式心率檢測算法研究[D]. 陳映果.華僑大學(xué) 2015
[3]基于FastICA算法的非接觸心率、呼吸頻率檢測[D]. 劉穎.南昌大學(xué) 2015
[4]基于視頻實時持續(xù)心率檢測及可視化[D]. 王盛波.杭州師范大學(xué) 2015
[5]主動脈血液動力學(xué)分析[D]. 段虎.太原理工大學(xué) 2014
[6]基于歐拉視頻放大技術(shù)的視頻圖像微變化分析與研究[D]. 胡聘聘.武漢理工大學(xué) 2014
[7]光學(xué)體積描記術(shù)信號與血容量變化的相關(guān)性研究[D]. 聶斯沁.廣州中醫(yī)藥大學(xué) 2014
[8]基于Bland-Altman法LoA可信區(qū)間的一致性評價[D]. 繆華章.南方醫(yī)科大學(xué) 2014
[9]基于ARM的心血管參數(shù)檢測系統(tǒng)的實現(xiàn)[D]. 楊劍萍.廈門大學(xué) 2008
[10]脈搏波分析方法及心血管功能參數(shù)檢測系統(tǒng)的研究[D]. 刁越.北京工業(yè)大學(xué) 2005
本文編號:3164766
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