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专利号: 202211134886X
申请人: 合肥工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-12-30
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于BVP信号的心率检测方法,其特征在于,所述方法包括:获取包含目标物第一特征区域的视频流,识别出所述目标物的第一特征区域位置;

将包含目标物第一特征区域的视频流的色彩空间进行转换,分离每帧图像的亮度信息和色度信息;

分解视频流的色彩空间,得到多个层次的子带集合;

根据带通滤波对子带的序列进行理想带通滤波处理,获得每帧图像所有像素点的BVP信号;

根据BVP信号峰值获取功率谱密度函数主波所对应的频率,计算目标物的心率总检测结果;

计算目标物的心率总检测结果前还包括谱峰追踪重组步骤,所述谱峰追踪重组步骤包括:对第一特征区域进行滚动补偿,所述第一特征区域包括人脸ROI区域;

对采集到的视频流,分段开窗处理形成多个视频片段,判断所述视频片段的视频帧是否发生抖动;

当一个视频片段发生抖动时,则对抖动视频片段选取预先配置的参考频率进行重组恢复,获取分辨率更高的功率谱密度函数;

判断第一特征区域的视频帧是否发生抖动步骤包括:根据所述视频片段对应信号的运动频率置信度进行评估,所述评估步骤包括:根据信噪比定义所述视频片段频谱稳定性评价指标SS和阈值TH;

当频谱稳定性指标小于阈值,表示该段视频流受运动干扰过大,无法估计真实谱峰,判定为受干扰信号片段,采用预先配置的参考频率,对受干扰信号片段进行插值重组;

所述评估步骤还包括:

当频谱稳定性指标大于阈值,判断为高质量信号片段;

判断该信号片段的最高谱峰是不是由运动信号主导;

若是则采用预先配置的参考频率;若否,则根据分离信号片段中的运动信号,计算目标物的心率检测结果。

2.根据权利要求1所述的一种基于BVP信号的心率检测方法,其特征在于,计算目标物的心率检测结果步骤包括:对第i帧的所有像素点的BVP值进行求和,得到一维BVP信号;

对所述一维BVP信号快速傅里叶变换,分别得到其功率谱 ;

根据峰值检测算法获取功率谱密度函数主波所对应的频率,计算单个信号片段心率值(i);

根据单个信号片段心率值 (i),计算目标物的心率总体检测结果HR。

3.根据权利要求2所述的一种基于BVP信号的心率检测方法,其特征在于,所述单个信号片段心率值的计算公式如下:其中,T表示功率谱的最大值; 表示视频的帧率;S表示图像帧序列的总帧数,共S帧;

所述目标物的心率总体检测结果HR的计算公式如下:其中,N表示分段后的视频片段数; (i)表示第i单个信号片段心率。

4.根据权利要求1‑3任意一项所述的一种基于BVP信号的心率检测方法,其特征在于,还包括抑制视频流中目标物运动干扰步骤,所述抑制视频流中目标物运动干扰步骤包括:利用角点检测所述视频流中不同帧图像的脸部特征第二特征区域,获得所述第二特征区域的特征点;

提取所述第二特征区域特征点的运动信息,根据所述运动信息对当前图像进行反向补偿;

抑制当前图像中目标物运动干扰,提取包括第一特征区域的感兴趣区域。

5.一种基于BVP信号的心率检测装置,其特征在于,所述装置包括:数据获取单元,其用于获取包含目标物第一特征区域的视频流,识别出所述目标物的第一特征区域位置;

色彩转换单元,其用于将包含目标物第一特征区域的视频流的色彩空间进行转换,分离每帧图像的亮度信息和色度信息;

空间分解单元,其用于分解视频流的色彩空间,得到多个层次的子带集合;

滤波处理单元,其用于根据带通滤波对子带的序列进行理想带通滤波处理,获得每帧图像所有像素点的BVP信号;

心率计算单元,其用于检测BVP信号峰值获取功率谱密度函数主波所对应的频率,计算目标物的心率检测结果;

计算目标物的心率总检测结果前还包括谱峰追踪重组步骤,所述谱峰追踪重组步骤包括:对第一特征区域进行滚动补偿,所述第一特征区域包括人脸ROI区域;

对采集到的视频流,分段开窗处理形成多个视频片段,判断所述视频片段的视频帧是否发生抖动;

当一个视频片段发生抖动时,则对抖动视频片段选取预先配置的参考频率进行重组恢复,获取分辨率更高的功率谱密度函数;

判断第一特征区域的视频帧是否发生抖动步骤包括:根据所述视频片段对应信号的运动频率置信度进行评估,所述评估步骤包括:根据信噪比定义所述视频片段频谱稳定性评价指标SS和阈值TH;

当频谱稳定性指标小于阈值,表示该段视频流受运动干扰过大,无法估计真实谱峰,判定为受干扰信号片段,采用预先配置的参考频率,对受干扰信号片段进行插值重组;

所述评估步骤还包括:

当频谱稳定性指标大于阈值,判断为高质量信号片段;

判断该信号片段的最高谱峰是不是由运动信号主导;

若是则采用预先配置的参考频率;若否,则根据分离信号片段中的运动信号,计算目标物的心率检测结果。

6.一种电子设备,其特征在于,包括处理器、输入设备、输出设备和存储器,所述处理器、输入设备、输出设备和存储器依次连接,所述存储器用于存储计算机程序,所述计算机程序包括程序指令,所述处理器被配置用于调用所述程序指令,执行如权利要求1‑4任一项所述的方法。

7.一种可读存储介质,其特征在于,所述存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序包括程序指令,所述程序指令当被处理器执行时使所述处理器执行如权利要求1‑4任一项所述的方法。