[發(fā)明專利]手機處理人臉視頻提取心率信號的系統(tǒng)及其方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810943315.8
• 申請日: 2018-08-17
• 公開（公告）號: CN109259748B
• 公開（公告）日: 2020-04-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊剛;劉衍;于占勝;陳怡然;駱天翔;米悅豐
• 申請（專利權(quán)）人: 西安電子科技大學(xué)
• 主分類號: A61B5/024
• 分類號: A61B5/024;G06K9/00;G06K9/32
• 代理公司: 陜西電子工業(yè)專利中心 61205
• 代理人: 田文英;王品華

1.一種手機處理人臉視頻提取心率信號的系統(tǒng)，包括特征點識別模塊、特征圖像截取模塊、濾波模塊、顯示模塊，其特征在于，還包括色度差值放大模塊、有效特征檢測模塊、心率值計算模塊；其中：

所述特征點識別模塊，用于提取當(dāng)前幀圖像；識別當(dāng)前幀圖像中所有的人臉特征點；判斷是否識別到人臉特征點，若是，將所有人臉特征點發(fā)送給特征圖像截取模塊，否則，特征點識別模塊重新提取一幀圖像；

所述特征圖像截取模塊，用于繪制包含所有人臉特征點的最小矩形框；截取最小矩形框內(nèi)圖像，作為人臉特征圖像；將人臉特征圖像發(fā)送給色度差值放大模塊；

所述色度差值放大模塊，用于將人臉特征圖像從紅綠藍RGB顏色空間轉(zhuǎn)換到亮度色度YUV顏色空間；計算人臉特征圖像色度U通道均值和色度V通道均值的色度差放大值；判斷是否提取完人臉視頻的幀圖像，若是，將特征序列輸入到濾波模塊，否則，特征點識別模塊重新提取一幀圖像；色度差值放大模塊按照選取人臉特征圖像的次序，將所有人臉特征圖像的特征排序，得到特征序列，將特征序列輸入到濾波模塊；

所述濾波模塊，用于將特征序列輸入通帶頻率為0.8赫茲到2.5赫茲的帶通濾波器中，得到濾波后特征序列；將濾波后特征序列發(fā)送給有效特征檢測模塊；

所述有效特征檢測模塊，用于從濾波后特征序列中順序地選取一個特征；計算所選特征的狀態(tài)；利用閾值計算公式，計算所選取特征的閾值；判斷所選取的特征是否為下降狀態(tài)，且所選取的特征大于所選取特征的閾值，若是，將所選取特征標(biāo)記為有效特征，否則，有效特征檢測模塊重新選取一個特征；判斷是否取完濾波后特征序列的所有特征，若是，將所有有效特征發(fā)送給心率值計算模塊，否則，有效特征檢測模塊重新從濾波后特征序列中順序地選取一個特征；

所述心率值計算模塊，用于計算心率值；將心率值發(fā)送給顯示模塊；

所述顯示模塊，用于顯示心率值。

2.一種手機處理人臉視頻提取心率信號的方法，其特征在于，計算色度U通道均值和色度V通道均值的色度差放大值，作為人臉特征圖像的特征，有效特征檢測模塊計算所選取特征的閾值，根據(jù)閾值標(biāo)記有效特征，心率值計算模塊根據(jù)有效特征計算心率值；該方法的具體步驟包括如下：

(1)輸入人臉視頻：

將人臉視頻輸入手機的視頻解碼庫中，解碼人臉視頻，得到人臉視頻的總幀數(shù)和幀率，將解碼后的人臉視頻發(fā)送給特征點識別模塊；

(2)識別人臉特征點：

(2a)特征點識別模塊從解碼后的人臉視頻中順序提取一幀圖像，作為當(dāng)前幀圖像；

(2b)特征點識別模塊使用人臉特征點識別工具，識別當(dāng)前幀圖像中所有的人臉特征點；

(3)特征點識別模塊判斷是否識別到人臉特征點，若是，則執(zhí)行步驟(4)，否則，執(zhí)行步驟(2)；

(4)截取特征圖像：

(4a)特征點識別模塊將識別到的所有人臉特征點，發(fā)送給特征圖像截取模塊；

(4b)特征圖像截取模塊繪制包含所有人臉特征點的最小矩形框；

(4c)使用圖像剪輯方法，特征圖像截取模塊截取最小矩形框內(nèi)包含的圖像，作為人臉特征圖像，將人臉特征圖像發(fā)送給色度差值放大模塊；

(5)計算色度差放大值：

(5a)色度差值放大模塊利用顏色空間轉(zhuǎn)換公式，將人臉特征圖像從紅綠藍RGB顏色空間轉(zhuǎn)換到亮度色度YUV顏色空間；

(5b)色度差值放大模塊計算人臉特征圖像中所有像素點色度U通道的均值和色度V通道的均值；

(5c)色度差值放大模塊利用色度差值放大公式，計算色度U通道均值和色度V通道均值的色度差放大值，作為人臉特征圖像的特征；

(6)色度差值放大模塊判斷是否提取完人臉視頻的幀圖像，若是，則執(zhí)行步驟(7)，否則，執(zhí)行步驟(2)；

(7)濾波：

(7a)色度差值放大模塊按照選取人臉特征圖像的次序，將所有人臉特征圖像的特征排序，得到特征序列，將特征序列輸入到濾波模塊；

(7b)濾波模塊將特征序列輸入通帶頻率為0.8赫茲到2.5赫茲的帶通濾波器中，得到濾波后特征序列；

(7c)濾波模塊將濾波后特征序列發(fā)送給有效特征檢測模塊；

(8)標(biāo)記有效特征：

(8a)從濾波后特征序列中第二個特征開始，有效特征檢測模塊從濾波后特征序列中順序地選取一個特征；

(8b)有效特征檢測模塊比較所選取的特征與前一個特征的大小，將其中大的特征標(biāo)記為下降狀態(tài)，小的特征標(biāo)記為上升狀態(tài)；

(8c)有效特征檢測模塊利用閾值計算公式，計算所選取特征的閾值；

(9)有效特征檢測模塊判斷所選取的特征是否為下降狀態(tài)，且所選取的特征大于所選取特征的閾值，若是，則執(zhí)行步驟(10)，否則，執(zhí)行步驟(8)；

(10)有效特征檢測模塊將所選取的特征標(biāo)記為有效特征；

(11)有效特征檢測模塊判斷是否取完濾波后特征序列的所有特征，若是，執(zhí)行步驟(12)，否則，執(zhí)行步驟(8)；

(12)獲得心率值：

心率值計算模塊利用心率值計算公式，根據(jù)有效特征值計算心率值；心率值計算模塊將心率值發(fā)送給顯示模塊，顯示模塊顯示心率值。