基于光电容积脉搏波描记法的柔性血压传感器标定方法研究 被引量：1

1

作者 时未 董林玺 +3 位作者 翁斌辉 程家根 杨伟煌 刘超然 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期2648-2658,共11页

基于光电容积脉搏波描记法(Photo Plethysmo Graphy,PPG)的柔性传感器可进行心率(Heart Rate,HR)和血压(Blood Pressure,BP)检测,但是对其检测结果的标定报道甚少.据此,本文提出一种基于模拟血液循环的反射式PPG心率检测和血压标定系统... 基于光电容积脉搏波描记法(Photo Plethysmo Graphy,PPG)的柔性传感器可进行心率(Heart Rate,HR)和血压(Blood Pressure,BP)检测,但是对其检测结果的标定报道甚少.据此,本文提出一种基于模拟血液循环的反射式PPG心率检测和血压标定系统.以蠕动泵来产生脉动流,通过调节其转速的大小来控制模拟血液输送的频率和压力,从而引起弹性乳胶管内模拟血液体积的变化,而改变反射光的信号周期与强度,贴近于人体脉搏测量过程的实际场景.该系统心率检测误差均值为0.27778,95%一致性界限为(-2.59562,3.15117),所测收缩压(Systolic Blood Pressure,SBP)和舒张压(Diastolic Blood Pressure,DBP)的拟合优度分别为0.97185和0.98111.经标定后的柔性PPG传感器对4名志愿者检测的SBP和DBP的平均偏差(Mean Deviation,MD)±标准差(Standard Deviation,SD)均值分别为(1.21±2.16)mmHg和(0.76±2.02)mmHg,均符合且远小于美国医疗仪器促进协会(Association for the Advancement of Medical Instrumentation,AAMI)所制定的衡量血压计精度的标准指标(5±8)mmHg.结果表明,该系统能够准确高效地标定柔性PPG传感器,为实现便携式可穿戴设备的精准血压检测提供标定基础. 展开更多

关键词 柔性可穿戴传感器 光电容积脉搏波描记法 脉搏波传输时间 血压标定 心率检测

在线阅读 下载PDF 职称材料

利用光电容积描记法评估心血管系统功能研究进展

2

作者 李毅 刘晓龙 +1 位作者 杨旸 王思涵 《医用生物力学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期361-367,共7页

综述国内外有关光电容积描记法(photoplethysmography,PPG)的心血管系统功能评估作用,以期为PPG的医学应用及创新研究提供理论参考与借鉴。现阶段可从PPG信号中解析得到心率、心律、血压、容量等功能评价指标,PPG还可辅助识别诊断血压... 综述国内外有关光电容积描记法(photoplethysmography,PPG)的心血管系统功能评估作用,以期为PPG的医学应用及创新研究提供理论参考与借鉴。现阶段可从PPG信号中解析得到心率、心律、血压、容量等功能评价指标,PPG还可辅助识别诊断血压异常、糖尿病、心律失常、睡眠呼吸暂停综合征、早期缺血性休克等疾病。但PPG精确度与准确性、数据解释及标准化、波形分析和临床应用等方面仍存争议。PPG作为有效评估心血管系统功能状态与辅助诊断各类疾病的工具,已被广泛应用于医疗及科研领域并展现出重要价值,未来其有面朝高精度、多参数、非接触式、远程监护或医疗等方向多路发展的趋势。 展开更多

关键词 心血管系统功能 光电容积描记法 血压 心率 心律

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于光电容积脉搏波描记法的无创连续血压测量 被引量：53

3

作者 李章俊 王成 +2 位作者 朱浩 金凡 马俊领 《中国生物医学工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第4期607-614,共8页

为了摆脱传统血压计充气袖带的束缚、实现长期连续的血压监测,很多学者开展了基于PPG实现无创、连续血压监测的研究。阐述基于光电容积脉搏波描记法(PPG)实现无创、连续血压测量的基本原理。将当前基于PPG无创血压监测的研究分为3类,分... 为了摆脱传统血压计充气袖带的束缚、实现长期连续的血压监测,很多学者开展了基于PPG实现无创、连续血压监测的研究。阐述基于光电容积脉搏波描记法(PPG)实现无创、连续血压测量的基本原理。将当前基于PPG无创血压监测的研究分为3类,分别为心电(ECG)与PPG结合的血压测量技术、两路PPG结合的血压测量技术、脉搏波特征参数血压测量技术,分析这3类技术的基本测量原理、测量精度及其优缺点。在此基础上,论述基于PPG实现无创、连续监测血压的发展方向。 展开更多

关键词 血压 光电容积脉搏波描记法 无创

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于遥测光电容积脉搏波描记法的心率测量综述 被引量：2

4

作者 吕相文 田子 +1 位作者 吕东岳 袁柳 《科学技术与工程》 北大核心 2023年第2期448-456,共9页

遥测光电容积脉搏波描记法(remote photoplethysmography,rPPG)是一种无需接触即可实现心率等生理信号测量的技术,在重症监护、情绪感知、驾驶员状态评估等医疗和工业领域中都有较大的应用潜力。然而基于遥测光电容积脉搏波描记法的非... 遥测光电容积脉搏波描记法(remote photoplethysmography,rPPG)是一种无需接触即可实现心率等生理信号测量的技术,在重症监护、情绪感知、驾驶员状态评估等医疗和工业领域中都有较大的应用潜力。然而基于遥测光电容积脉搏波描记法的非接触心率测量容易受到光照、运动等多种因素干扰,为提高非接触式生理指标测量的精度,中外学者做了大量的研究工作。系统性地综述了基于rPPG的非接触式心率为代表的生理指标测量研究进展。首先,概述了rPPG技术的背景和原理,而后对比分析了基于rPPG心率测量的主流传统方法,此外对基于深度学习的rPPG心率测量最新研究进展进行了分类阐述,最后讨论了非接触心率测量的前景以及未来研究方向。 展开更多

关键词 面部视频 心率测量 非接触 深度学习 遥测光电容积脉搏波描记法(remote photoplethysmography rPPG)

在线阅读 下载PDF 职称材料

自适应去噪的非接触式生理参数检测方法 被引量：4

5

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

在线阅读 下载PDF 职称材料

融合rPPG和人脸三维法向量的非接触情绪感知技术

6

作者 王宇 刘宇昂 +9 位作者 赵梦洁 涂晓光 牛知艺 杨明 刘建华 殷举航 朱新宇 石臣鹏 章超 张铖方 《电讯技术》 北大核心 2024年第10期1667-1676,共10页

近年来,基于深度学习的情绪识别技术取得了显著进展。然而,现有方法主要集中在面部图像或视频上,忽略了其他模态信息,导致鲁棒性和稳定性不足。为了解决这一问题,提出了一种融合多模态信息的面部表情识别方法。首先将输入的人脸视频进... 近年来,基于深度学习的情绪识别技术取得了显著进展。然而,现有方法主要集中在面部图像或视频上,忽略了其他模态信息,导致鲁棒性和稳定性不足。为了解决这一问题,提出了一种融合多模态信息的面部表情识别方法。首先将输入的人脸视频进行远程光电容积脉搏波(Remote Photo plethysmography,rPPG)信号和人脸三维法向量的提取,其次将这两种模态的信息输入其相应的情绪特征提取子网络,提取出对应的情绪特征向量。然后,将这两种模态提取出的情绪特征向量进行融合,生成一个丰富的特征向量,最后将其输入分类器进行情绪分类任务。通过这种多模态信息融合的方式,提高了面部表情识别的准确性和稳定性。对所提方法在不同数据集上进行了验证,实验结果表明,该方法在多样化面部表情识别中的表现优于当前先进的情感识别方法,具有更高的鲁棒性和稳定性。 展开更多

关键词 非接触情绪感知 多模态表情识别 远程光电容积脉搏波描记法(rppG) 人脸三维法向量

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于光电容积脉搏波的心血管多参数检测系统 被引量：10

7

作者 张振强 陈真诚 +1 位作者 顾爽 韩慧茹 《科学技术与工程》 北大核心 2021年第20期8383-8388,共6页

为了实现人体心血管多参数检测,设计了一种基于光电容积脉搏波描记法(photoplethysmography,PPG)的心血管多参数检测系统。该系统采用S5PV210处理器为控制核心,设计了指端脉搏波采集及滤波电路,提取指端脉搏波信号特征,测量人体心率、... 为了实现人体心血管多参数检测,设计了一种基于光电容积脉搏波描记法(photoplethysmography,PPG)的心血管多参数检测系统。该系统采用S5PV210处理器为控制核心,设计了指端脉搏波采集及滤波电路,提取指端脉搏波信号特征,测量人体心率、血氧饱和度、血压值。结果表明:与标准仪器对比,心率测量最大误差为5次/min;血氧饱和度测量最大误差为2%;血压测量满足ANSI/AA-MI国际电子血压仪标准。 展开更多

关键词 心血管 多参数 光电容积脉搏波描记法 指端脉搏波 信号特征

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于PbS量子点光电探测器的脉搏检测系统研究 被引量：2

8

作者 李力 耿会娟 +1 位作者 张天昊 朱建平 《中国光学（中英文）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1236-1243,共8页

脉搏蕴含人体丰富的血流信息,检测脉搏并推导出人体心血管系统健康状态正成为研究的热点。本文利用热注射法合成得到尺寸为3 nm的PbS量子点,在金叉指电极表面通过旋涂的方法构筑PbS量子点光电探测器。基于已制备的PbS量子点光电探测器... 脉搏蕴含人体丰富的血流信息,检测脉搏并推导出人体心血管系统健康状态正成为研究的热点。本文利用热注射法合成得到尺寸为3 nm的PbS量子点,在金叉指电极表面通过旋涂的方法构筑PbS量子点光电探测器。基于已制备的PbS量子点光电探测器研制了数据可视化的脉搏检测系统。运用光电容积脉搏波描记法,对同一测试者不同运动状态以及不同测试者同一运动状态进行测量,经过电路处理将测得的数据显示在电子显示屏上。结果表明,探测器在15.2μW·cm^(-2)光强度照射下,其响应度(R)和探测率(D^(*))在-3 V偏压下分别为0.33 A/W和1.33×10^(12) Jones。将其应用于测量脉搏电路中,系统能够有效接收并测得人体脉搏信号。上述结果表明基于PbS量子点光电探测器的脉搏检测系统在灵敏度、稳定性以及可靠性均满足应用要求。 展开更多

关键词 硫化铅量子点 光电探测器 光电容积脉搏波描记法 脉搏波测量

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于rPPG的脉搏波提取及心率测量方法研究 被引量：2

9

作者 王慧泉 何森 +2 位作者 田野 赵喆 韩广 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2020年第S01期172-174,共3页

为了从图像中快速获取准确稳定的脉搏波信号,提出一种通过肤色空间转换提高视频提取抗干扰性的方法。基于rPPG(remote photo plethysmo graphy)原理研究,对原有提取算法进行改进并设计测量实验。结果表明,该方法具有较明显的抗光线干扰... 为了从图像中快速获取准确稳定的脉搏波信号,提出一种通过肤色空间转换提高视频提取抗干扰性的方法。基于rPPG(remote photo plethysmo graphy)原理研究,对原有提取算法进行改进并设计测量实验。结果表明,该方法具有较明显的抗光线干扰能力,与接触式设备平均误差为2.3 bpm,95%数据点落在一致性界限区间内,满足医药行业标准要求,实现了微弱脉搏波信号的稳定获取,具有稳定、快速、便捷等特点,在远程医疗及家庭医疗中具有广泛的应用前景。 展开更多

关键词 光电容积脉搏描记法 非接触 独立成分分析 远程医疗

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于两阶段运动伪影消除的心率检测算法 被引量：1

10

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

在线阅读 下载PDF 职称材料

运用视觉和主成分分析的非接触式心率测量 被引量：2

11

作者 李铁军 王旭之 +2 位作者 刘今越 田浩辰 齐恒佳 《机床与液压》 北大核心 2018年第22期72-75,共4页

图像光电容积脉搏波描记法(PPGi)是一种利用视觉采集并分析人体皮肤由于充放血所引起的颜色变化来测量心率的方法。与传统的使用电极的方法相比较,这种方式能够提供更舒适的生理信息提取,在一些非医疗场景的健康监测和人机交互场景中是... 图像光电容积脉搏波描记法(PPGi)是一种利用视觉采集并分析人体皮肤由于充放血所引起的颜色变化来测量心率的方法。与传统的使用电极的方法相比较,这种方式能够提供更舒适的生理信息提取,在一些非医疗场景的健康监测和人机交互场景中是非常重要的。一种运用自动人脸追踪和主成分分析RGB三色通道来提取脉搏信号的方法被提出,分别对10名实验者进行视频拍摄,并在日光、灯光和日光与灯光同时存在的3种情况下实验,在视频拍摄人脸的同时用一个多导睡眠仪(用来测心电图)作对比。实验结果表明:该算法在准确提取出脉搏心率的同时,能够大幅降低运算时间。 展开更多

关键词 计算机视觉 非接触式测量 脉搏信号 图像光电容积脉搏波描记法 主成分分析 去趋势化

在线阅读 下载PDF 职称材料

面部视频非接触式生理参数感知 被引量：8

12

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

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于交叉滑动窗口模型算法的非接触心率测量方法 被引量：1

13

作者 汤春明 张凯凯 +2 位作者 王慧泉 田磊 于翔 《天津工业大学学报》 CAS 北大核心 2020年第2期54-60,共7页

为解决传统接触式心率测量系统设备昂贵、操作复杂的问题,在远程光电容积描记法(remote photoplethysmography,r PPG)测量心率的基础上,提出一种基于交叉滑动窗口模型(cross sliding window model,CSWM)算法的非接触心率测量方法。首先... 为解决传统接触式心率测量系统设备昂贵、操作复杂的问题,在远程光电容积描记法(remote photoplethysmography,r PPG)测量心率的基础上,提出一种基于交叉滑动窗口模型(cross sliding window model,CSWM)算法的非接触心率测量方法。首先调用人脸检测模型SSD300检测视频中的人脸,然后使用Otsu算法对人脸皮肤区域进行分割,并用形态学方法腐蚀皮肤之间的眼睛、嘴巴区域,同时用KCF算法跟踪人脸,并将人脸区域均分为2×2的大小,然后使用CHROM算法提取rPPG波形,最后运用CSWM方法对rPPG波形进行处理,得到实时变化的心率。实验结果表明:该方法计算出的心率与同时用脉搏血氧仪测出的心率之间的平均准确率为97.9217%,Bland-Altman一致性系数达0.962302,完全满足临床要求。 展开更多

关键词 远程光电容积描记法(rPPG) 人脸检测模型SSD300 OTSU算法 KCF算法 交叉滑动窗口模型(CSWM) 非接触心率测量

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于Photoplethysmography和弹性常数的动脉弹性检测方法 被引量：2

14

作者 季忠 胡锐兴 《振动．测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2014年第5期873-877,976-977,共5页

针对目前无创动脉弹性检测存在检测费时,操作不便的问题,研究一种基于光电容积脉搏波描记法(photoplethysmography,简称PPG)和弹性常数评估糖尿病患者动脉弹性的检测方法。依据动脉径向振动的压力波方程和弹簧常数模型推导出评估动脉弹... 针对目前无创动脉弹性检测存在检测费时,操作不便的问题,研究一种基于光电容积脉搏波描记法(photoplethysmography,简称PPG)和弹性常数评估糖尿病患者动脉弹性的检测方法。依据动脉径向振动的压力波方程和弹簧常数模型推导出评估动脉弹性的弹性常数,研究弹性常数与臂踝脉搏波传播速度(brachial ankle pulse wave velocity,简称baPWV)的相关性。统计分析结果表明,基于PPG和桡动脉搏波的弹性常数具有明显的相关关系(p<0.001,r=0.85)。baPWV和基于PPG的弹性常数具有明显的负相关关系(p<0.001,r=-0.701);多元回归分析同样表示两者明显相关。此外,用t检验研究实验组和对照组之间弹性常数的差异;P<0.05表明两组之间的差异有统计学意义。基于PPG的弹性常数法可以有效区分实验组和对照组的动脉弹性特征,是一种快速、有效的动脉弹性检测方法。 展开更多

关键词 动脉弹性 光电容积脉搏波描记法 弹性常数 臂踝脉搏波传播速度 糖尿病患者

在线阅读 下载PDF 职称材料

稀疏恢复的梯度投影算法在PPG信号重建中的研究 被引量：3

15

作者 胡凯丽 金杰 张瑞峰 《中国生物医学工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第5期536-542,共7页

光电容积描记(PPG)法是一种无创测量人体脉搏信号的方法,其波形反映血管中的血液容积变化,在诊断心血管疾病时具有重要作用。然而,这种方法容易因病人有意或无意运动产生运动伪影(MA)而影响诊断结果的准确性。为解决这一问题,基于压缩... 光电容积描记(PPG)法是一种无创测量人体脉搏信号的方法,其波形反映血管中的血液容积变化,在诊断心血管疾病时具有重要作用。然而,这种方法容易因病人有意或无意运动产生运动伪影(MA)而影响诊断结果的准确性。为解决这一问题,基于压缩感知理论框架,采用稀疏恢复的梯度投影(GPSR)算法,对PPG信号进行滤噪和恢复。对于非稀疏信号,压缩感知包括稀疏和恢复两个步骤:首先为保证信号的重要信息不被破坏,利用哈尔小波基找到最佳稀疏域,对信号进行稀疏变换;然后采用GPSR算法,在恢复信号的同时去除MA噪声。实验测量3种受MA影响的带噪PPG信号,并用GPSR算法处理分析。另测50名健康成年人在垂直运动时产生的带噪PPG信号,计算带噪与重建PPG信号的心率和均方误差(MSE)。将得到的两种心率分别与无噪声PPG信号心率通过Bland-Altman方法做对比分析,结果显示,带噪与无噪声PPG信号的差异范围在±23 beat/min,而重建PPG信号在±2.7 beat/min。由均方误差的Box Plot图可知,重建信号的MSE比带噪信号降低约50%。这些结果均表明,GPSR算法能明显降低信号中的运动干扰。 展开更多

关键词 稀疏恢复的梯度投影 光电容积描记法 压缩感知 运动伪影

在线阅读 下载PDF 职称材料

近场通信技术下的无源心率检测方法 被引量：3

16

作者 张帆 王文廉 王玉 《中国测试》 CAS 北大核心 2021年第12期14-22,共9页

可穿戴的实时检测和诊断设备在生物医学领域的需求日益增加,而电源是可穿戴设备发展的薄弱环节。利用现有的近场通信(NFC)技术,设计一种无源无线柔性心率检测系统。测量端通过微型NFC天线从智能手机获得能量,利用光电容积脉搏波描记法(P... 可穿戴的实时检测和诊断设备在生物医学领域的需求日益增加,而电源是可穿戴设备发展的薄弱环节。利用现有的近场通信(NFC)技术,设计一种无源无线柔性心率检测系统。测量端通过微型NFC天线从智能手机获得能量,利用光电容积脉搏波描记法(PPG)完成脉搏信号采集,并把信号处理结果发送到手机,进行记录和分析。对多名志愿者进行不同身体状态(运动状态、工作状态、休息状态)的心率测试,分析心率值和脉搏速率变异性(PRV)。实验结果表明,系统能够快速实时测量人体心率数据,实现无源无线生理信号监测,满足柔性可穿戴设备的设计需求。 展开更多

关键词 心率测量 近场通信 可穿戴测量 光电容积脉搏波描记法

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于生成对抗网络的PPG⁃ECG信号转换方法 被引量：1

17

作者 周韡鼎 陈兆学 《数据采集与处理》 CSCD 北大核心 2023年第3期608-615,共8页

心电(Electrocardiogram,ECG)信号的长期检测与评估对心血管疾病的诊断和预防至关重要。心电信号的检测通常需要在患者身上安装电极,易使受试者产生不适感,适用范围有限。相对而言,使用光电容积描记法(Photoplethysmography,PPG)检测得... 心电(Electrocardiogram,ECG)信号的长期检测与评估对心血管疾病的诊断和预防至关重要。心电信号的检测通常需要在患者身上安装电极,易使受试者产生不适感,适用范围有限。相对而言,使用光电容积描记法(Photoplethysmography,PPG)检测得到的脉搏波(Pulse wave)信号不仅包含丰富的心血管生理和病理信息,而且易于测量。考虑到PPG与ECG信号间存在固有的映射关系,本文基于生成对抗网络(Generative adversarial network,GAN)提出了一种将PPG转换为ECG信号的模型。该模型生成器由Unet模型组成,并且在特征图融合方面参考了Unet++的结构,而其判别器由卷积神经网络组成。在训练过程中,采用梯度惩罚方式增加了生成模型的稳定性。基于公用数据集进行了实验,通过对比53名受试者样本的处理结果,新模型所生成ECG信号的均方根误差(Root mean square error,RMSE)、Pearson相关系数(ρ)和Fréchet距离(Fréchet distance,FD)三个指标分别提升了3.4%、5.5%和0.4%,证明新模型具有更好的PPG⁃ECG转换效果。 展开更多

关键词 光电容积描记法 心电 脉搏波 生成对抗网络 深度学习

在线阅读 下载PDF 职称材料

非接触式心率测量研究初步 被引量：9

18

作者 冯军 汤文明 +1 位作者 曹剑剑 余瑛 《中国生物医学工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第5期627-631,共5页

基于Matlab软件平台,通过图像光电容积脉搏波描记法(iPPG),提取心率波信号。结合人脸检测与跟踪技术,选取脸部三角区域作为感兴趣区域(ROI),从中分析提取i PPG信号,然后采用快速傅里叶变换计算出心率。通过对20名志愿者的实验,结果显示... 基于Matlab软件平台,通过图像光电容积脉搏波描记法(iPPG),提取心率波信号。结合人脸检测与跟踪技术,选取脸部三角区域作为感兴趣区域(ROI),从中分析提取i PPG信号,然后采用快速傅里叶变换计算出心率。通过对20名志愿者的实验,结果显示在不同颜色通道(R、G、B)提取出的心率信号的信噪比不同,其中G通道的心率信号最强。分析数据显示,与医用心电测量仪相比,该方法测量的平均误差为1.73 beat/min。采用光容积成像技术检测方法,可进一步实现血液灌注三维可视化,能检测动脉血氧饱和度、呼吸率、神经系统的生理活动和新生儿监护,甚至能应用于家庭移动医疗、运动检测等大众场合,提高便捷性,降低医疗成本。 展开更多

关键词 图像光电容积脉搏波描记法(iPPG) 非接触 心率 人脸检测 跟踪

在线阅读 下载PDF 职称材料

眨眼与哈欠提取新方法及其适用性研究 被引量：1

19

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

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于生成对抗学习的标准rPPG信号生成

20

作者 涂晓光 胡哲昊 +5 位作者 胡俊强 刘建华 雷霞 刘宇昂 王宇 冯子亮 《电讯技术》 北大核心 2024年第7期1088-1094,共7页

为了提高生成远程光电容积脉搏波描记法(remote Photoplethysmography,rPPG)信号的波形规律性,降低心率计算难度,提出了一种标准化rPPG的信号生成方法。将人脸视频输入到生成对抗网络的生成器中,生成器通过有标签数据进行监督训练,预测... 为了提高生成远程光电容积脉搏波描记法(remote Photoplethysmography,rPPG)信号的波形规律性,降低心率计算难度,提出了一种标准化rPPG的信号生成方法。将人脸视频输入到生成对抗网络的生成器中,生成器通过有标签数据进行监督训练,预测得到人脸视频中蕴含的rPPG信号。为了进一步优化生成器的预测结果,使用数学建模方法生成标准的rPPG信号,并将其与生成器预测的信号同时输入至判别器中进行对抗学习,不断优化生成器参数,使得生成器能够学习标准信号的波形分布。这样,生成器预测的信号波形在形态上更接近于真实rPPG信号的波形分布,从而有利于后续心率计算。在不同数据集上进行的实验结果表明,该方法可以显著提高预测的准确性,且拥有更高的信噪比。 展开更多

关键词 非接触式心率测量 远程光电容积脉搏波描记法 生成式对抗网络

在线阅读 下载PDF 职称材料