[發明專利]一種基于多重濾波與混合放大的非接觸心率檢測裝置

有效

• 申請號: 202111147201.0
• 申請日: 2021-09-29
• 公開（公告）號: CN113842128B
• 公開（公告）日: 2023-09-26
• 發明（設計）人: 吳楠;安娜;時澳麗;柴榮軒
• 申請（專利權）人: 北京清智圖靈科技有限公司
• 主分類號: A61B5/024
• 分類號: A61B5/024
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 李林娟

本發明公開了一種基于多重濾波與混合放大的非接觸心率檢測裝置，裝置包括：攝像模塊，用于在第一閾值距離內對被試者人臉進行第二閾值秒數的靜止拍攝；多任務神經網絡人臉檢測模塊，用于同時進行人臉區域與人臉關鍵點檢測，去除錯誤的和重復的人臉候選框，提取最終人臉區域；混合放大視頻處理模塊，采用并行結構運用歐拉運動放大、顏色放大方式用于對最終人臉區域進行混合放大視頻處理，提取臉部視頻圖像的顏色和運動信息；多重濾波器模塊，采用串行結構用于對顏色和運動信息進行濾波，消除肌電信號噪聲和高頻噪聲干擾，提升混合放大處理后的圖片序列的有效信息；計算模塊，用于將處理后的圖片序列進行信號處理和快速傅里葉變換，根據得到的頻域圖完成心率計算。

技術領域

本發明涉及非接觸心率檢測領域，尤其涉及一種基于多重濾波與混合放大的非接觸心率檢測裝置。

背景技術

心率是一種基礎的生理體征參數，是表征人體生命活動跡象的客觀可測量指標，其在健康測試、運動評估、心理評價等方面有著廣泛應用，在災害救援場景中還可用于判定傷病員的病情輕重和危急程度。其傳統檢測方法目前主要是依靠接觸式手段，例如：通過電極片粘貼在患者胸口處來獲取心電信號。接觸式生理參數檢測方法，因其具有很好的準確性和穩定性，目前仍是臨床檢測的金標準方法。

隨著社會需求多元化發展、檢測科技的快速進步以及特定場景檢測需求增多，接觸式檢測的缺點和局限性逐漸顯現，主要表現在以下兩個方面：

(1)特殊場景中無法實現檢測設備與患者的有效接觸。當患者皮膚大面積燒傷或潰爛，繼續使用接觸式測量儀器較為困難。

(2)接觸式測量方法需要患者的高度配合性。檢測生理參數前均需佩戴相關儀器，并保持固定姿勢，否則將出現較大偏差。

發明內容

本發明提供了一種基于多重濾波與混合放大的非接觸心率檢測裝置，本發明基于視覺圖像處理手段，提取人體脈搏信息，僅通過手機攝像頭、網絡攝像頭等簡單便攜設備就可以檢測用戶心率，快速便捷，應用潛力大，詳見下文描述：

第一方面，一種基于多重濾波與混合放大的非接觸心率檢測裝置，所述裝置包括：

攝像模塊，用于在第一閾值距離內對被試者人臉進行第二閾值秒數的靜止拍攝；

多任務神經網絡人臉檢測模塊，包括三個級聯的網絡，用于同時進行人臉區域與人臉關鍵點檢測，去除錯誤的和重復的人臉候選框，提取最終人臉區域；

混合放大視頻處理模塊，采用并行結構運用歐拉運動放大、顏色放大方式用于最終人臉區域進行混合放大視頻處理，提取臉部視頻圖像的顏色和運動信息；

多重濾波器模塊，采用串行結構用于對顏色和運動信息進行濾波，消除肌電信號噪聲和高頻噪聲干擾，提升混合放大處理后的圖片序列的有效信息；

計算模塊，用于將處理后的圖片序列進行信號處理和快速傅里葉變換，根據得到的頻域圖完成心率計算。

第二方面，一種基于多重濾波與混合放大的非接觸心率檢測裝置，所述裝置包括：處理器和存儲器，所述存儲器中存儲有程序指令，所述處理器調用存儲器中存儲的程序指令以使裝置執行以下步驟：

在第一閾值距離內對被試者人臉進行第二閾值秒數的靜止拍攝；同時進行人臉區域與人臉關鍵點檢測，去除錯誤的和重復的人臉候選框，提取最終人臉區域；

采用并行結構運用歐拉運動放大、顏色放大方式對最終人臉區域進行混合放大視頻處理，提取臉部視頻圖像的顏色和運動信息；

采用串行結構對顏色和運動信息進行濾波，消除肌電信號噪聲和高頻噪聲干擾，提升混合放大處理后的圖片序列的有效信息；將處理后的圖片序列進行信號處理和快速傅里葉變換，根據得到的頻域圖完成心率計算。