王一丁,李飞虎

(北方工业大学 信息学院,北京 100144)

1 引言

心脏病是人类死亡率最高的疾病,提高早期诊断的效率、有效地进行防范和治疗,能够提高人们的身体健康水平.心率是临床心脏疾病检测的重要指标之一,保持心率的日常稳定对于心脏疾病的防范治疗有很重要的意义[1].测量心率的方法有很多种,传统中医通过摸桡动脉的搏动,用来间接测定心率情况.医生通过听诊器测量,在心前区胸骨左缘第4 肋间左右每分钟听到的心音数,就是心率[2].更为精准的测量方法有,动态心电图和心脏彩超等检查,需要利用电极和辅助带固定,常用于医院重大疾病的检测.普通情况下人们采用手环,指夹式脉搏血氧仪等设备检测心率.上述方法都是接触式心率检测,在舒适性和便捷性方面存在缺点.近年来针对心率的非接触测量技术被深入研究.

目前主流的非接触式心率测量方法是成像式光电容积脉搏波描记法(Imaging PhotoPlethysmoGraphy,IPPG)[3].该方法认为心脏跳动带来的血液循环导致人体血管中血液容积的周期性变化,在光源照射皮肤时,血管中不同容积的血液对于光的吸收也随之发生周期性变化,相机成像接收到的反射光强度保留了血容量变化脉冲信号(Blood Volume Pulse,BVP).对摄像头采集的人脸视频进行处理,可以提取出血液容积的变化信息,进而通过信号处理算法得到心率等人体生理体征信号.2008年,Verkruysse 等人[4]首次指出使用环境光作为视频采集环境提取脉搏波信号……