[發(fā)明專利]一種遠(yuǎn)程心率檢測(cè)系統(tǒng)及其方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011098997.0
• 申請(qǐng)日: 2020-10-14
• 公開（公告）號(hào): CN112669954A
• 公開（公告）日: 2021-04-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王甦菁;楊玉竹
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院心理研究所
• 主分類號(hào): G16H40/67
• 分類號(hào): G16H40/67;G16H30/00;G16H30/20;G06K9/00;A61B5/024
• 代理公司: 北京東方芊悅知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11591
• 代理人: 彭秀麗

1.一種遠(yuǎn)程心率檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括PTZ相機(jī)(1)和數(shù)據(jù)處理裝置(2)，所述PTZ相機(jī)(1)設(shè)置于被測(cè)者活動(dòng)區(qū)域內(nèi)并對(duì)被測(cè)者(3)的臉部區(qū)域進(jìn)行拍攝追蹤，所述數(shù)據(jù)處理裝置(2)與所述PTZ相機(jī)(1)通訊連接，所述數(shù)據(jù)處理裝置(2)實(shí)時(shí)接收所述PTZ相機(jī)(1)所拍攝到的被測(cè)者(3)面部視頻資料，并將視頻資料傳輸至所述數(shù)據(jù)處理裝置(2)，所述數(shù)據(jù)處理裝置(2)提取視頻資料中的感興趣面部區(qū)域，并對(duì)感興趣面部區(qū)域的多個(gè)連續(xù)幀進(jìn)行rPPG心率信號(hào)的提取與濾波，將心率信號(hào)轉(zhuǎn)換到頻域，得到心率值，并在所述數(shù)據(jù)處理裝置(2)上顯示。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的遠(yuǎn)程心率檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述PTZ相機(jī)(1)與所述數(shù)據(jù)處理裝置(2)通過網(wǎng)線或無線局域網(wǎng)連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的遠(yuǎn)程心率檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)處理裝置(2)中包括：

圖像采集模塊，用于接收所述PTZ相機(jī)中的視頻資料，并將視頻資料按時(shí)間順序分為多幀圖像；

臉部特征提取模塊，用于提取各幀圖像中的臉部感興趣區(qū)域圖像，并對(duì)各幀感興趣區(qū)域圖像中的所有像素點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算，求得每一幀圖像中的R通道、G通道和B通道的平均值；

整合模塊，其將各幀圖像的R通道、G通道和B通道按照設(shè)定的幀數(shù)順次連接在一起，得到感興趣區(qū)域的原始信號(hào)；

去噪模塊，用于對(duì)原始信號(hào)進(jìn)行去噪處理，提取脈沖信號(hào)；

心率值計(jì)算模塊，其根據(jù)脈沖信號(hào)計(jì)算其頻率，得到心率值；

顯示模塊，用于顯示被測(cè)者的實(shí)時(shí)心率值和/或趨勢(shì)曲線。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的遠(yuǎn)程心率檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)處理裝置中還設(shè)有調(diào)焦控制模塊和判斷模塊，所述判斷模塊中設(shè)定像素閾值，當(dāng)所述臉部特征提取模塊所提取的感興趣區(qū)域圖像的像素值小于所設(shè)定的像素閾值時(shí)，所述調(diào)焦控制模塊指令所述PTZ相機(jī)執(zhí)行調(diào)焦。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的遠(yuǎn)程心率檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述判斷模塊中所設(shè)定的像素閾值為40*40～80*80。

6.一種遠(yuǎn)程心率檢測(cè)方法，其特征在于，所述檢測(cè)方法包括如下步驟：

步驟1，設(shè)置PTZ相機(jī)，在被測(cè)者活動(dòng)區(qū)域使其動(dòng)態(tài)捕捉放大和追蹤被測(cè)者的臉部；

步驟2，將PTZ相機(jī)所采集到的臉部視頻資料傳輸至數(shù)據(jù)處理裝置；

步驟3，數(shù)據(jù)處理裝置獲取視頻資料中各幀圖像的感興趣區(qū)域，得到每幀圖像的R通道、G通道和B通道的特征值；

步驟4，將每幀圖像中的對(duì)應(yīng)R通道、G通道和B通道的特征值順次連接，得到臉部感興趣區(qū)域的原始信號(hào)；

步驟5，對(duì)原始信號(hào)進(jìn)行去燥處理，提取脈沖信號(hào)；

步驟6，對(duì)脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)算，得到被測(cè)者的心率值，并顯示。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的遠(yuǎn)程心率檢測(cè)方法，其特征在于，所述PTZ相機(jī)設(shè)置于可拍攝的隱蔽區(qū)域，并對(duì)PTZ相機(jī)進(jìn)行視場(chǎng)角和光學(xué)變焦參數(shù)設(shè)置，使PTZ相機(jī)處于180～360°全方位巡航狀態(tài)。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的遠(yuǎn)程心率檢測(cè)方法，其特征在于，所述步驟1中，在被測(cè)者活動(dòng)區(qū)域內(nèi)，PTZ相機(jī)拍攝的圖像分辨率小于所設(shè)定的圖像閾值時(shí)，數(shù)據(jù)處理裝置指令控制PTZ相機(jī)通過自動(dòng)調(diào)焦追蹤并拍攝被測(cè)者的面部圖像，且使所拍攝到的被測(cè)者面部圖像大小適于遠(yuǎn)程提取被測(cè)者的心率值。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的遠(yuǎn)程心率檢測(cè)方法，其特征在于，所述步驟3中，通過對(duì)原始視頻資料中各幀圖像進(jìn)行皮膚區(qū)域的圖像掩碼處理，對(duì)各幀圖像中所有像素點(diǎn)的R通道、G通道和B通道求均值，得到每一幀圖像的R通道、G通道和B通道的特征值。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的遠(yuǎn)程心率檢測(cè)方法，其特征在于，所述步驟3中，數(shù)據(jù)處理裝置對(duì)所采集到的視頻圖像進(jìn)行心率計(jì)算時(shí)，所取視頻連續(xù)幀數(shù)為50～70。

11.根據(jù)權(quán)利要求6所述的遠(yuǎn)程心率檢測(cè)方法，其特征在于，所述步驟5中采用正則化處理方法對(duì)步驟4中所得原始信號(hào)進(jìn)行濾波去噪。