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面部视频非接触式生理参数感知 被引量：8
1
作者 嵇晓强 刘振瑶 +3 位作者 李炳霖 饶治 李贵文 粟立威 《中国光学》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期276-285,共10页
为了在非接触条件下检测受试者的各项生理参数,本文设计了一种基于成像式光电容积描记技术,从手机录制的人脸视频中估算生理参数的方法。首先,提出了“小波变换-主成分分析-盲源分离”算法,用于提取出高信噪比的RGB三通道脉搏波信号。然... 为了在非接触条件下检测受试者的各项生理参数,本文设计了一种基于成像式光电容积描记技术,从手机录制的人脸视频中估算生理参数的方法。首先,提出了“小波变换-主成分分析-盲源分离”算法,用于提取出高信噪比的RGB三通道脉搏波信号。然后,分别从频域和时域角度对绿色通道信号进行处理,估算出心率值和呼吸率值;对红蓝通道的脉搏波信号进行处理,并结合血氧仪检测的血氧饱和度结果,进行数据拟合,从而找到从面部视频中估算血氧饱和度值的最佳线性方程。最后,对比了自然光下各生理参数的估算结果误差,分析了在3种光照环境下各参数的估算结果。结果表明:3种光照环境下得到的心率平均误差为0.5512次/min,呼吸率平均误差为−0.6321次/min,血氧饱和度平均误差为−0.2743%。综上,本文提出的非接触式生理参数估算方法精度高,具有普适性和稳定性,估算结果同标准仪器的测量结果具有高度一致性,可满足日常生理参数测量的需求。 展开更多
关键词 成像式光电容积描记技术 非接触式 小波变换-主成分分析-盲源分离 心率 呼吸率 血氧饱和度
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自适应去噪的非接触式生理参数检测方法 被引量：4
2
作者 倪宗军 陈辉 +2 位作者 张昀 苏敏 郑秀娟 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2021年第5期153-160,共8页
成像式光电容积描记法(imaging Photoplethysmography,iPPG)是一种利用视频信号实现非接触式生理参数检测的方法,但该方法的性能易受外界条件影响,尤其对环境光变化及受试者头部运动等噪声敏感。为了消除噪声影响,根据噪声信号和iPPG信... 成像式光电容积描记法(imaging Photoplethysmography,iPPG)是一种利用视频信号实现非接触式生理参数检测的方法,但该方法的性能易受外界条件影响,尤其对环境光变化及受试者头部运动等噪声敏感。为了消除噪声影响,根据噪声信号和iPPG信号的时频特性,提出了一种基于变分模态分解(Variational Mode Decomposition,VMD)的相关能量熵阈值自适应去噪与方差表征序列(Variance Characterization Series,VCS)的抗干扰非接触式生理参数信号获取方法。利用分解算法将由人脸视频中获取到的血容量脉冲信号分解为频率由高频到低频且具有一定带宽的模态分量。分别计算各个模态分量子区间的噪声能量熵从而获得该分量的阈值,再经阈值处理得到重构的去噪信号。利用VCS方法检测重构后的信号的质量从而自适应地选择信号分析方法,实现心率和呼吸率的生理参数的精确估计。在公开数据集和自采数据集上进行验证实验,实验结果表明,提出的方法对环境光与头部运动干扰有着较强的稳健性,相比目前已有的方法能够得到更精确的心率与呼吸率估计值。 展开更多
关键词 成像式光电容积描记法 变分模态分解法 能量熵 自适应去噪 非接触测量 心率 呼吸率
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iPPG技术及生理参数检测的教育应用综述 被引量：2
3
作者 郑鲲 孔江萍 +2 位作者 周晶 慈康怡 常鹏 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2021年第5期25-35,共11页
获取学习状态数据是实现智能教育的前提,生理参数是反映学生学习状态的重要信息。而目前在智能教育领域生理参数检测方法比较单一,仍然以接触式为主,存在一定局限性。而非接触式生理参数检测方法更有利于智能教育的广泛推广。分析了基... 获取学习状态数据是实现智能教育的前提,生理参数是反映学生学习状态的重要信息。而目前在智能教育领域生理参数检测方法比较单一,仍然以接触式为主,存在一定局限性。而非接触式生理参数检测方法更有利于智能教育的广泛推广。分析了基于视频的非接触式生理参数检测方法。介绍了成像式光电容积描记技术的原理,对其发展及现状进行了归纳分析,总结了近些年生理参数检测在教育领域的相关应用。对基于视频的非接触式生理参数检测在教育领域的发展趋势进行了总结与展望。 展开更多
关键词 成像式光电容积描记法 生理参数检测 学习状态 智能教育
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基于高速摄像机的动态血压非接触获取 被引量：6
4
作者 许文媛 孟濬 赵夕朦 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第10期2077-2083,共7页
为了实现基于高速摄像机的非接触、非介入式的动态血压获取,对血压与脉搏信号相位差、心率之间的函数关系进行理论推导;基于成像式光电容积描记技术,实现了通过高速摄像机非接触获取脉搏信号的相位差和心率;基于血压与脉搏信号相位差、... 为了实现基于高速摄像机的非接触、非介入式的动态血压获取,对血压与脉搏信号相位差、心率之间的函数关系进行理论推导;基于成像式光电容积描记技术,实现了通过高速摄像机非接触获取脉搏信号的相位差和心率;基于血压与脉搏信号相位差、心率之间的函数关系以及基于高速摄像机所获得的脉搏信号相位差和心率,通过曲线拟合得到血压与脉搏信号相位差、心率之间的函数关系的参数值,实现了基于高速摄像头的动态血压的非接触获取.为了验证基于高速摄像头获得的血压的准确性,以欧姆龙智能电子血压仪获得的血压为参照进行误差分析,所得的收缩压的误差为-4.03%~8.44%,舒张压的误差为-6.58%~8.90%. 展开更多
关键词 动态血压 高速摄像机 成像式光电容积描记技术 脉搏信号相位差 心率
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自然光条件下使用普通摄像头实现心率测量 被引量：2
5
作者 马良 刘琚 《信号处理》 CSCD 北大核心 2017年第S1期73-78,共6页
心率作为与心血管疾病密切相关的生理指标,在临床诊断以及日常监测中起着重要作用。本文利用成像式光电容积描记技术的原理,设计了一款心率监测系统,实现了在自然光条件下使用普通摄像头采集面部视频信号,并通过处理分析得到被测者心率... 心率作为与心血管疾病密切相关的生理指标,在临床诊断以及日常监测中起着重要作用。本文利用成像式光电容积描记技术的原理,设计了一款心率监测系统,实现了在自然光条件下使用普通摄像头采集面部视频信号,并通过处理分析得到被测者心率的功能。首先使用摄像头采集被测者的面部视频信号,截取额头部位作为感兴趣区域,然后使用欧拉放大方法处理图像,求得图像灰度均值,得到血液容积脉搏波波形,最后转化至频域求得心率。本系统使用器材简单,操作简便,可以快速准确地测得被测者的心率。 展开更多
关键词 心率 成像式光电容积描记技术 普通摄像头 自然光
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基于面部视频分析的生命体征检测 被引量：6
6
作者 陈辉 郑秀娟 +2 位作者 倪宗军 张昀 杨晓梅 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第9期1770-1777,共8页
在面部视频中提取生命体征相关的生理信号时易受环境光和受试者头部运动的影响,为了降低外界干扰并提高生命体征检测的准确度,提出了一种联合集合经验模态分解(EEMD)算法与信号质量检测的面部视频分析方法,用于精确检测人体的心率与呼... 在面部视频中提取生命体征相关的生理信号时易受环境光和受试者头部运动的影响,为了降低外界干扰并提高生命体征检测的准确度,提出了一种联合集合经验模态分解(EEMD)算法与信号质量检测的面部视频分析方法,用于精确检测人体的心率与呼吸频率等生命体征。通过公开数据集进行实验验证,实验结果表明,所提方法相较于目前已有的常用信号处理方法能够得到更精确的心率与呼吸频率的估计值,所得估计值与标准值的相关系数分别高于0.9和0.8。同时,所提方法将为实时活体人脸识别提供一种思路,也有助于丰富监控视频智能分析的应用研究。 展开更多
关键词 面部视频 成像式光电容积描记法 集合经验模态分解(EEMD) 信号质量检测 抗干扰
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基于两阶段运动伪影消除的心率检测算法 被引量：1
7
作者 李牧 李倩 +1 位作者 柯熙政 陶启婷 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2023年第S01期333-339,共7页
针对基于成像式光电容积描记术(IPPG)检测人体生命体征会产生运动伪影的问题,提出一种两阶段运动伪影消除的心率检测算法。所提算法使用基于特征点的人脸跟踪算法S-KLT(Scale invariant feature transformKanade Lucas Tomasi)稳定感兴... 针对基于成像式光电容积描记术(IPPG)检测人体生命体征会产生运动伪影的问题,提出一种两阶段运动伪影消除的心率检测算法。所提算法使用基于特征点的人脸跟踪算法S-KLT(Scale invariant feature transformKanade Lucas Tomasi)稳定感兴趣区域(ROI),采用基于自相关的自适应滤波器抑制残余运动伪影。首先,采集视频,使用S-KLT追踪人脸ROI内的特征点,提取ROI内原始的IPPG脉搏波信号;其次,利用所提基于自相关的自适应信号滤波器对原始的IPPG信号进行噪声抑制,根据峰值检测算法计算心率(HR)值。实验结果表明,与腕式电子血压计实际测得的HR值相比,所提算法的均方根误差(RMSE)、平均错误率(EER)分别为2.98%、2.90%,符合美国医疗器械促进协会(AAMI)的标准,可以有效抑制运动伪影对HR值准确度的影响,为远程医疗和日常的健康检测提供了新的解决方法。 展开更多
关键词 成像式光电容积描记术 心率检测 运动伪影 人脸追踪算法 自适应信号降噪
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基于TCN-SE神经网络模型的智能连续血压估计方法 被引量：2
8
作者 熊嘉豪 姜晨希 +2 位作者 陈永毅 张丹 尹武涛 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第11期1499-1505,共7页
血压是反映人体心血管系统状况重要信息的四个生命体征之一。随着科技的进步,智能化血压测量逐渐融入人类的日常生活当中。针对当下血压测量方法复杂,测量精度不高等问题,提出了一种基于嵌入SE注意力机制的时域卷积网络(TCN-SE)模型。... 血压是反映人体心血管系统状况重要信息的四个生命体征之一。随着科技的进步,智能化血压测量逐渐融入人类的日常生活当中。针对当下血压测量方法复杂,测量精度不高等问题,提出了一种基于嵌入SE注意力机制的时域卷积网络(TCN-SE)模型。该网络有效解决了现有方法中模型过拟合的问题,且进一步加强了模型对于不同通道信息的关注度。在保证信息完整的前提下,该模型可有效增大感受野。在重症监护中的多参数智能监测(MIMIC-II)数据集进行实验测试,通过计算均方误差和平均绝对误差等指标,得出收缩压的误差为(5.09±7.04)mmHg,舒张压的误差为(2.96±4.23)mmHg,表明所提出的方法相比于现有方法误差损失更低,在血压测量领域具有广阔的应用前景。 展开更多
关键词 血压 深度学习 时域卷积网络 SE注意力机制 光电容积描记技术
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眨眼与哈欠提取新方法及其适用性研究 被引量：1
9
作者 卫兵 王则灵 李宜兵 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2019年第7期168-174,181,共8页
眨眼与哈欠在基于面部视频的成像式光电容积描记(IPPG)技术中通常被视作运动伪迹干扰。区别于传统的去运动伪迹解决思路,将二者视为特定的面部运动特征并设法加以提取,以期用于人机交互技术研究。方法中,依托二阶盲辨识(SOBI)算法,基于... 眨眼与哈欠在基于面部视频的成像式光电容积描记(IPPG)技术中通常被视作运动伪迹干扰。区别于传统的去运动伪迹解决思路,将二者视为特定的面部运动特征并设法加以提取,以期用于人机交互技术研究。方法中,依托二阶盲辨识(SOBI)算法,基于实测数据的统计对比,分析面部R/G/B观测信号的运动敏感性,将运动敏感性最佳的R通道信号作为眨眼与哈欠提取的信号载体。实验统计显示,基于R通道信号可以有效地对眨眼与哈欠进行直接提取,其识别率可达93%与95%,且无需借助于高运算复杂性的盲源分离(BSS)/独立分量分析(ICA)算法,在人机交互技术领域具备较好的实用价值。 展开更多
关键词 人机交互 运动伪迹 成像式光电容积描记 二阶盲辨识 眨眼与哈欠
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