采用自適應(yīng)信號恢復(fù)算法的非接觸式心率檢測
關(guān)鍵詞：光電容積成像技術(shù) 面部運動 心率檢測 期望血液容積脈沖信號
摘要：目的心率是反映人體心血管狀況和心理狀態(tài)的重要生理參數(shù)。最近的研究表明,光電容積成像技術(shù)可以在不接觸人體的情況下,利用消費級的攝像機捕獲面部表皮顏色的變化進而估計心率。然而,在實際環(huán)境中,面部運動帶來的干擾會導(dǎo)致心率檢測的準確性下降。近年來,國內(nèi)外學(xué)者已經(jīng)提出了一些方法來去除運動噪聲,但是效果均不理想。為了解決上述問題,提出一種可以抗面部運動干擾的新方法。方法首先檢測和跟蹤受試者的臉部。然后將臉部區(qū)域分塊,并提取各塊的色度特征建立原始血液容積脈沖矩陣,利用自適應(yīng)信號恢復(fù)算法從原始血液容積脈沖矩陣中分離出低秩矩陣并構(gòu)建期望血液容積脈沖信號。最后通過功率譜密度估計心率。結(jié)果在環(huán)境光作為光源的條件下,利用網(wǎng)絡(luò)攝像頭采集30名受試者的人臉視頻進行實驗分析。結(jié)果顯示,提出的方法測得的心率與參考值具有很強的相關(guān)性:在靜態(tài)場景中皮爾森相關(guān)系數(shù)r=0.990 2,在動態(tài)場景中r=0.960 5。并且與最新方法相比,動態(tài)場景中的誤差率降低了53.90%,相關(guān)性提高了7.46%。此外,在10 min的心率檢測實驗中,方法的測量值與參考值保持著良好的一致性。結(jié)論本文方法優(yōu)于現(xiàn)有的非接觸式心率檢測技術(shù),能有效地消除面部運動帶來的干擾,長期穩(wěn)定地檢測心率。
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