高冠群, 杨学志, 刘雪南, 张 龙, 王定良

(1.合肥工业大学 计算机与信息学院,安徽 合肥 230601; 2.工业安全与应急技术安徽省重点实验室,安徽 合肥 230601)

0 引 言

心脏作为人体心血管系统的发动机,负责给整个心血管系统提供动力,促进血液在全身周而复始地流动,在皮肤表面引发颜色变化的同时对血管壁引发压力变化,进而形成搏动的特征[1],脉搏波便是记录这些波动参数的曲线,同时也反映了心血管系统的健康状况[2],是评价健康水平的重要指标。

血液在整个心血管系统中的流动,会使皮肤表面产生2种变化:颜色变化[3]和运动变化[4]。颜色变化是由于血液容积的变化导致对自然光的吸收率不同,进而引发皮肤周期性的明暗变化。运动变化则是由于血液在流经各级动脉系统时会对各级动脉血管壁产生不同的压力波,压力波随血液传播在皮肤表面引发皮肤的周期性微小运动。通过图像光电容积脉搏波描记法[5](image photo plethysmography,IPPG),可以利用远距离非接触式拍摄的视频获取脉搏波信号。

文献[6]使用人脸视频作为输入进行脉搏波检测,并成功计算心率。该方法在人脸中划分感兴趣区域(region of interest,ROI),在ROI区域中通过计算像素值的变化来表征面部的颜色变化,通过独立成分分析(independent component analysis,ICA)模型[7]从R、G、B 3个信号中分离出3个独立的基向量并选用第1个向量估算心率。文献[8]改进了上述算法,对每一个向量进行功率谱分析并选用最大的1个向量作为血液容积脉搏波(blood volumn pulse,BVP)信号。

文献[9]基于欧拉视频放大……