[發明專利]基于人臉視頻的非接觸式血壓測量設備

在審

• 申請號: 202111111390.6
• 申請日: 2021-09-18
• 公開（公告）號: CN113827208A
• 公開（公告）日: 2021-12-24
• 發明（設計）人: 莊嘉良;李斌;張昀;鄭秀娟
• 申請（專利權）人: 西安奇點融合信息科技有限公司
• 主分類號: A61B5/021
• 分類號: A61B5/021;G06K9/00;G06K9/32;G06K9/62;G06N3/04
• 代理公司: 北京市領專知識產權代理有限公司 11590
• 代理人: 張玲

本發明涉及基于人臉視頻的非接觸式血壓測量設備，包括：人臉視頻采集終端，用于獲取人臉視頻，并將人臉視頻中每一幀圖像進行ROI區域拼接和特征提取，以得到特征序列；數據增強模塊，用于根據人臉視頻采集終端所得到的特征序列，采用YUVT顏色空間使血容積脈搏波相關信息在顏色空間中增強維度特征，得到維度特征增強后的視頻序列；空間特征處理模塊，用于計算維度特征增強后的視頻序列的特征向量，并將所有幀的特征向量拼接為一個時空特征映射，并對該時空特征映射進行空間切片，形成多時域空間特征映射；神經網絡計算模塊，用于對多時域空間特征映射進行高維特征提取，并將提取的高維特征使用LSTM加強時域特征關聯，從而獲得血壓測量模型。

技術領域

本發明涉及人臉視頻特征處理技術領域，特別涉及一種基于人臉視頻的非接觸式血壓測量設備。

背景技術

血壓是人體的重要生理參數，長期以來，血壓測量主要分為直接測量法和間接測量法，直接測量法是利用儀器設備直接監測人體生物信號，間接法是通過光電傳感器或電極獲取皮膚表面的光感受器脈搏波，根據脈搏波變化提取特征，然后利用特征計算脈搏的收縮壓和舒張壓。

然而，傳統方式的測量精度容易受到諸多因素的影響，比如測量人員的專業能力，再比如被測人員的身高、體重、年齡、測量環境等。在血壓測量的領域，傳統測量設備的穩定性強，但是不便于攜帶，基于PPG信號的血壓測量設備適用場景豐富，但其準確性和穩定性有待提高。而且，無論是傳統的測量設備，還是基于PPG技術的特征提取測量設備都屬于接觸式被動測量，長時間的接觸式測量勢必造成被測人員生理上的不適。

發明內容

本發明的目的在于提高血壓測量的準確性，以及提高測試者的舒適性，提供一種基于人臉視頻的非接觸式血壓測量設備。

為了實現上述發明目的，本發明實施例提供了以下技術方案：

基于人臉視頻的非接觸式血壓測量設備，包括：

人臉視頻采集終端，用于獲取人臉視頻，并將人臉視頻中每一幀圖像進行ROI區域拼接和特征提取，以得到特征序列；

數據增強模塊，用于從人臉視頻采集終端獲取的人臉視頻中提取血容積脈搏波相關信息，并根據人臉視頻采集終端所得到的特征序列，采用YUVT顏色空間使血容積脈搏波相關信息在顏色空間中增強維度特征，得到維度特征增強后的視頻序列；

空間特征處理模塊，用于計算維度特征增強后的視頻序列的特征向量，并將所有幀的特征向量拼接為一個時空特征映射，并對該時空特征映射進行空間切片，形成多時域空間特征映射；

神經網絡計算模塊，用于對多時域空間特征映射進行高維特征提取，并將提取的高維特征使用LSTM加強時域特征關聯，從而獲得血壓測量模型。

在上述方案中，提出了由端到端的基于人臉視頻的非接觸式血壓測量設備，在人臉視頻中提取人體裸露肌膚部分(如人臉、四肢、背部、脖頸等部分)，并在裸露肌膚部分劃分多個感興趣ROI區域，將多個人臉有效ROI區域重新拼接為一個新的特征序列，接著將該特征序列進行維度特征增強后，進行時空切片和多頻帶特征映射，更有效的提取血脈流動信號，最后利用神經網絡提取每個時間切片的高維空間特征，并使用LSTM加強時域特征關聯，獲得血壓測量網絡模型，輸出收縮壓和舒張壓數值。

更進一步地，所述人臉視頻采集終端包括人臉視頻識別引擎、特征圖生成模塊、特征序列生成模塊，其中，

所述人臉視頻識別引擎用于獲取人臉視頻，并提取出人臉視頻中的每一幀圖像，將所有幀的圖像組合為圖像序列A＝{A₁,...A_t,...A_T}，其中A_t表示第t幀圖像；