[發(fā)明專利]一種基于面部視頻的非接觸式新生兒心率監(jiān)測方法及系統(tǒng)

在審

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• 申請日: 2020-01-20
• 公開（公告）號: CN111248890A
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發(fā)明（設計）人: 但果;李含笑
• 申請（專利權）人: 深圳大學
• 主分類號: A61B5/024
• 分類號: A61B5/024
• 代理公司: 深圳市君勝知識產權代理事務所(普通合伙) 44268
• 代理人: 宗繼穎;王永文

本發(fā)明提供一種基于面部視頻的非接觸式新生兒心率監(jiān)測方法及系統(tǒng)，其中方法包括：獲取新生兒面部視頻；使用新生兒面部局部檢測算法進行人臉檢測，獲取基于眼部特征的新生兒面部感興趣區(qū)域；以面部感興趣區(qū)域作為蒙版并持續(xù)收集蒙版下預定時間的視頻，合成指定幀率視頻；將蒙版下預定時間的視頻輸入歐拉放大算法模塊，放大2?2.4Hz頻帶的像素值的變化幅度；對放大后視頻的綠色通道分離，并對綠色通道處理得到較為平滑的心率信號曲線；對心率信號曲線進行有效峰值檢測，計算得到錄制視頻中新生兒的平均心率值。本發(fā)明很大程度上減少接觸式方法帶來的身體上的不適，同時可以實時獲取心率信息，并做出心率狀態(tài)判斷。

技術領域

本發(fā)明涉及非接觸式測量心率領域，尤其涉及的是一種基于面部視頻的非接觸式新生兒心率監(jiān)測方法及系統(tǒng)。

背景技術

心率是指正常人安靜狀態(tài)下每分鐘心跳的次數。心率信號是具有重要生理意義與參考價值的生理信號，可以反映人當前的心臟健康狀況與心理狀態(tài)。嬰兒猝死綜合征是一種原因不明的現象，是造成嬰兒早期死亡的第三大因素，需要使用必要手段及時預警明顯危及新生兒生命的事件，因此需要新的技術對嬰兒進行心率實時監(jiān)控。

心率信號的有效采集在醫(yī)療監(jiān)護、刑偵測謊等領域具有重要價值。傳統(tǒng)的心率信號采集裝置都為接觸式裝置，例如心電儀、指夾式脈搏血氧儀等。由于這些接觸式設備其與人體貼合，長時間佩戴容易引起不適，且限制了被監(jiān)測人的自由活動。在新生兒重癥監(jiān)護室中，常常會長時間使用接觸式心率監(jiān)測的方法，粘合劑、電極片以及其他接觸式的監(jiān)護設備會對新生兒皮膚造成傷害。因此，需要采用非接觸式測量方法針對新生兒進行非接觸式的心率監(jiān)測。

因此，現有技術還有待于改進和發(fā)展。

發(fā)明內容

本發(fā)明提供了一種基于面部視頻的非接觸式新生兒心率監(jiān)測方法及系統(tǒng)，通過方法通過拍攝嬰兒面部視頻并對視頻進行感興趣區(qū)域識別，歐拉放大算法對特定頻帶的脈搏信號進行放大，搭建非接觸式脈搏測量環(huán)境，具有方便易用、隱蔽性強、成本低廉的優(yōu)勢。尤其對于新生兒，可以很大程度上減少接觸式方法帶來的身體上的不適，同時可以實時獲取心率信息，并做出心率狀態(tài)判斷。

本發(fā)明提供一種基于面部視頻的非接觸式新生兒心率監(jiān)測方法，包括步驟：

獲取新生兒面部視頻；

使用新生兒面部局部檢測算法進行人臉檢測，獲取基于眼部特征的新生兒面部感興趣區(qū)域；

以面部感興趣區(qū)域作為蒙版并持續(xù)收集蒙版下預定時間的視頻，合成指定幀率視頻；

將蒙版下預定時間的視頻輸入歐拉放大算法模塊，放大2-2.4Hz頻帶的像素值的變化幅度；

對放大后視頻的綠色通道分離，并對綠色通道處理得到較為平滑的心率信號曲線；

對心率信號曲線進行有效峰值檢測，計算得到錄制視頻中新生兒的平均心率值。

進一步，所述使用新生兒面部局部檢測算法進行人臉檢測，獲取基于眼部特征的新生兒面部感興趣區(qū)域的具體步驟為：

獲取面部視頻中第一幀中的眼部識別區(qū)域；

計算左眼寬k₁和右眼寬分別k₂，k₁與k₂計算公式如下：

其中，左眼外眼角像素點坐標記為LL(a₁,b₁)，右眼外眼角像素點坐標記為RR(a₄,b₄)，左眼內眼角像素點坐標記為LR(a₂,b₂)和右眼內眼角像素點坐標記為RL(a₃,b₃)；