[發明專利]基于三維卷積網絡的非接觸心率測量方法及裝置

在審

• 申請號: 202011466448.4
• 申請日: 2020-12-14
• 公開（公告）號: CN112716468A
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發明（設計）人: 鄒博超;王賓如;王迎雪;王剛;豐雷;馮媛;謝海永
• 申請（專利權）人: 首都醫科大學;首都醫科大學附屬北京安定醫院;中國電子科技集團公司電子科學研究院
• 主分類號: A61B5/024
• 分類號: A61B5/024;A61B5/00;G06K9/00;G06K9/32;G06K9/62;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 工業和信息化部電子專利中心 11010
• 代理人: 焉明濤

本發明公開了一種基于三維卷積網絡的非接觸心率測量方法和裝置，其中方法包括，在接收到目標視頻后，根據所述目標視頻確定面部感興趣區域樣本；基于所述面部感興趣區域樣本通過預設算法確定對應的心率信息。本發明實施例利用目標視頻確定面部感興趣區域，實現擴充數據樣本，降低光照、運動、面部表情變化等因素的干擾，提高心率測量的準確度。

技術領域

本發明涉及心率檢測技術領域，尤其涉及一種基于三維卷積網絡的非接觸心率測量方法及裝置。

背景技術

心率是一項關鍵生命體征，可廣泛用于評估受試者的身體狀況、精神壓力等。心率測量在很多領域有巨大應用價值，如健康追蹤、醫療診斷、安全檢查和防偽視頻鑒別等。

目前可靠的高精度心率測量方法有心電圖(ECG)、脈搏血氧儀、光體積描記術(PPG)等。然而，這些測量方式都依賴于直接的皮膚接觸，限制了受試者在相關場景中的使用。此外，也有一些非接觸的心率測量方式如超寬帶雷達和激光多普勒測振，但這些測量方式通常成本高、價格昂貴。

傳統方法的非接觸心率測量算法容易受到環境光及運動的干擾，使得實際使用中不夠魯棒，當被測試者的周圍環境光出現隨機變化或周期性變化時，傳統方法測量得到的心率指將不再準確。此外被測者在運動時，如頭部運動、講話等也會對傳統方法的性能造成較大影響。

發明內容

本發明實施例提供一種基于三維卷積網絡的非接觸心率測量方法和裝置，利用目標視頻確定面部感興趣區域樣本，實現擴充數據樣本，解決在復雜環境中無法準確測量心率的問題。

第一方面，本發明實施例提供一種基于三維卷積網絡的非接觸心率測量方法，包括：

在接收到目標視頻后，根據所述目標視頻確定面部感興趣區域樣本；

基于所述面部感興趣區域樣本通過預設算法確定對應的心率信息。

可選的，根據所述目標視頻確定面部感興趣區域樣本，包括：

對所述目標視頻的圖像幀進行人臉檢測，確定對應的人臉區域圖像；

根據預設圖像參數對所述人臉區域圖像進行調整，以獲得面部感興趣區域圖像；

按照預設規則從所述目標視頻對應的所述面部感興趣區域圖像中選取指定數量的面部感興趣區域圖像，以獲得所述面部感興趣區域樣本。

可選的，基于所述面部感興趣區域樣本通過預設算法確定對應的心率信息，包括：

通過預設三維卷積網絡和殘差網絡根據所述面部感興趣區域樣本確定對應的心率信息。

可選的，通過預設三維卷積和殘差網絡根據所述面部感興趣區域樣本確定對應的心率信息，包括：

通過預設損失函數跟蹤三維卷積輸出的心電PPG信號的PPG峰值時間。

可選的，通過預設三維卷積和殘差網絡根據所述面部感興趣區域樣本確定對應的心率信息，還包括：

將所述殘差網絡對應的冗余層進行恒等映射，以保留對應的心率特征信息。

可選的，基于所述面部感興趣區域樣本通過預設算法確定對應的心率信息之后，所述方法還包括：

通過指定濾波器對所述心率信息進行濾波處理。

可選的，通過指定濾波器對所述心率信息進行濾波處理之后，所述方法還包括：

通過功率譜密度法根據濾波處理之后的所述心率信息確定對應的心率值。

第二方面，本發明實施例提供一種非接觸心率測量裝置，包括：

人臉提取模塊，用于在接收到目標視頻后，根據所述目標視頻確定面部感興趣區域樣本；