[發明專利]一種基于視頻的動態心率檢測方法

在審

• 申請號: 202011098677.5
• 申請日: 2020-10-14
• 公開（公告）號: CN112200099A
• 公開（公告）日: 2021-01-08
• 發明（設計）人: 吳健;陳瀟俊;楊文韜
• 申請（專利權）人: 浙江大學山東工業技術研究院
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/32;G06K9/62;G06N3/04;A61B5/024;A61B5/0245
• 代理公司: 杭州橙知果專利代理事務所(特殊普通合伙) 33261
• 代理人: 賀龍萍

1.一種基于視頻的動態心率檢測方法，其特征在于：包括以下步驟：

S1：視頻采集：利用普通攝像頭對需要測試的人臉進行連續的視頻錄制；

S2：人臉識別與追蹤：對視頻幀中的人臉數據信息進行檢測識別，標定人臉關鍵點，并保持對人臉的追蹤；

S3：運動補償：利用全卷積神經網絡生成插值圖像用于視頻圖像幀間運動補償；

S4：光照補償：利用雙邊濾波器能保留光照圖像中不連續性的特性，獲得準確的光照不變圖像，進行人臉識別的光照補償；

S5：感興趣皮膚區域信號提取：根據人臉識別過程中得到的人臉關鍵點，選擇框定固定的鼻部區域、嘴部區域等感興趣區域，并把這些框定的區域作為錨點進行追蹤，采集視頻幀中圖像的信號；

S6：心率估算：利用光體積描記法、信號去找、偽像去除、光譜分析、類ECG信號重建技術進行心率估算；

S7：得到心率檢測信號。

2.根據權利要求1所述的基于視頻的動態心率檢測方法，其特征在于：所述光體積描記法用于進行臉部信號的初步提取。

3.根據權利要求1所述的基于視頻的動態心率檢測方法，其特征在于：所述信號去找和偽像去除利用人臉旋轉校正的算法，對微弱的面部晃動進行校正，進行信號去噪，并去除由于運動造成的偽像。

4.根據權利要求1所述的基于視頻的動態心率檢測方法，其特征在于：光譜分析采用對視頻圖像幀中原定的追蹤感興趣區域包括鼻部與嘴部進行運動分析，采集區域信號變化量。

5.根據權利要求1所述的基于視頻的動態心率檢測方法，其特征在于：光體積描記法采用獨立成分分析法(ICA)將紅綠藍顏色蹤跡分離成三個信號源，提取三個信號源的功率譜進行光譜分析，再進行去趨勢化和最高功率譜尖峰的信號進行選擇操作，再對感興趣皮膚區域的像素值變化量進行時頻轉換，之后在頻率域進行帶通濾波處理，截取感興趣的頻率成分作為心率估算的初步結果。

6.根據權利要求1所述的基于視頻的動態心率檢測方法，其特征在于：所述全卷積神經網絡由三層卷積模塊、三層反卷積模塊組成，卷積模塊由卷積層、PReLU激活函數和池化層組成，卷積層與激活函數交替重復三次，最后通過池化層；反卷積模塊的組成是一個卷積轉置層，后面接兩個卷積層。

7.根據權利要求1所述的基于視頻的動態心率檢測方法，其特征在于：人臉識別與追蹤采用視頻圖像幀間運動補償的卷積神經網絡：將標準卷積分解為深度卷積和逐點卷積，構建輕量級的深層神經網絡。