基于圖像處理技術(shù)的非接觸式心率檢測算法研究.pdf

1、心率即心臟跳動的頻率，是人體生理健康的晴雨表，心率過緩或過速都是由于心臟病變引起的博動異常的現(xiàn)象。高靜息心率與吸煙、高血脂和高血壓被公認(rèn)是獨(dú)立的風(fēng)險因素。因此，及時掌握心率和心率變異性對于適時治療和預(yù)防心血管病癥突發(fā)、預(yù)后診斷具有十分重要的意義。傳統(tǒng)的心電圖技術(shù)測量心率時，需要在患者身體表面數(shù)個特定部位放置體表電極或穿上背帶，這在心理或生理上給患者帶來許多不便。另外，心電圖（Electrocardiogram，ECG）設(shè)備昂貴，安裝復(fù)雜

2、，不適合流動的、連續(xù)的心率監(jiān)測。以上這些都不利于推廣或?qū)崟r監(jiān)控患者的狀況，疾病也難以得到早期預(yù)防、治療和控制。因此，一種操作簡便快捷的、低成本的、遠(yuǎn)程的、非接觸式的心率檢測技術(shù)對于加強(qiáng)及推廣基礎(chǔ)醫(yī)療保健具有重大意義，這種技術(shù)能為普通老百姓的健康提供日常心率監(jiān)測，對推廣遠(yuǎn)程醫(yī)療具有重大的意義。心臟每一次的舒張和收縮，都以壓力波地形式把血液運(yùn)送至身體各個部位，動脈的血管容積伴隨其會發(fā)生周期性的變動，導(dǎo)致了人體皮膚表面位移和顏色的變化，光電容

3、積脈搏波(PhotoPlethysmoGraphy,PPG)技術(shù)就是利用這種變化來測量心率和心率變異性。本文利用普通攝像頭拍攝人臉視頻，通過人臉檢測、三基色分離等數(shù)字圖像技術(shù)，盲源分離、濾波和離散傅立葉變換等數(shù)字信號處理技術(shù)，從所拍攝視頻中采集得到的光電容積脈搏波信號中提取出心率信息。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴介紹心率檢測的重要意義，闡述了以往的接觸式心率檢測方法及其存在的各種缺點(diǎn)，說明非接觸式心率檢測的必要性。⑵通過結(jié)合傳統(tǒng)的

4、光電容積脈搏波技術(shù)、數(shù)字圖像處理技術(shù)和數(shù)字信號處理技術(shù)等手段開發(fā)了新的非接觸式心率檢測方法，實(shí)際的試驗(yàn)結(jié)果有力地證明了這是一種較為有效的心率檢測方法。⑶為了穩(wěn)健的消除運(yùn)動偽影噪聲的影響，提高檢測精度，提出利用獨(dú)立成分分析（Independent component Analysis，ICA）方法來分離出混合的PPG信號的獨(dú)立源信號。另外，由于 ICA信號的無序性，通過相關(guān)性分析找到的與綠色信號的相關(guān)程度最高的ICA成分，發(fā)現(xiàn)其相關(guān)程度要