一種抗干擾的心率檢測方法
【專利摘要】本發(fā)明實施例公開了一種抗干擾的心率檢測方法，通過以下步驟實現(xiàn)：獲取心率檢測的視頻并提取出幀圖像，對所述幀圖像進行灰度處理得到圖像信號G，并將圖像信號G進行一階差分處理，將差分處理后的離散信號通過巴特沃斯數(shù)字低通濾波器進行多階濾波得到處理信號S，對所述信號S進行AR模型功率譜分析，得出能量最高的信號即為心率信號，并由功率譜得出其頻率，進而得到心率值。采用本發(fā)明，通過普通攝像頭獲取圖像信號進行心率測量，對算法進行優(yōu)化改進，對圖像中出像各種因素的干擾，能根據(jù)有限的數(shù)據(jù)在頻域內(nèi)提取被淹沒在噪聲中的有用信號，并通過AR模型功率譜提取特征值，在短時間內(nèi)有效、準確地測量測試者的心率值。
【專利說明】一種抗干擾的心率檢測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種心率檢測方法，尤其涉及一種抗干擾的心率檢測方法。
【背景技術(shù)】
[0002]心跳速率是人體健康的一個重要參數(shù)，不論是運動時或休息時的心跳速率都蘊藏著人體的健康的參數(shù)，目前市場上已有多種心率檢測裝備，并提供了相應(yīng)的檢測方法，這些心率檢測裝備包含了一系列組件來感應(yīng)脈搏，如峰值檢波器等，其由于缺乏精密的信號處理，其心率計算過程受到各種干擾信號的電話號。
[0003]又如中國專利號為201110451364.8所公開的一種抗干擾捕獲的心率測量方法，其是利用普通攝像頭獲取檢測空間的特征矢量T和向二值圖像轉(zhuǎn)換的閾值ε ;獲得心率檢測的視頻；從視頻中提取出各幀圖像F1, F2,...，F(xiàn)x;得到Fx在檢測空間下的灰度圖Gx;由Gx得到與G1差值的灰度圖Ry ;提取各血管圖像的變化區(qū)域My ;提取出圖像中變化區(qū)域的值Ky ;從變化Ky中提取變化的特征值獲取的周期I；;獲得心率值HR。在些過程中存著固有的缺點，其在獲取視頻信號時，難免會由于抖動，光線變化較大等關(guān)系，容易參雜其它信號，而這些噪聲信號卻會嚴重影響心率信號，使測量結(jié)果大打折扣。即使使用紅外線攝像頭獲取圖像可以提高準確度，但是紅外線攝像頭價格遠遠高于普通攝像頭，只能在實驗室進行研究之用，很難在普通家庭得到大范圍的應(yīng)用。若采用心電位法測量心率，由于其使用方法和所需儀器都非常復(fù)雜，且設(shè)備較為昂貴，不適用于一般普通使用者。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明實施例所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種抗干擾的心率檢測方法?？赏ㄟ^普通攝像頭抗干擾、高準確度地測量心率的值。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實施例提供了一種抗干擾的心率檢測方法，包括以下步驟:
[0006]步驟1:獲取心率檢測的視頻，并提取其中的幀圖像F1, F2, F3,……，F(xiàn)x,其中X e [I, η], η為該段視頻中圖像的幀數(shù)，F(xiàn)x為第χ幀圖像RGB值；
[0007]步驟2:對所述幀圖像進行灰度值處理，對經(jīng)過256級灰度值處理的圖像信號記為G，相鄰兩幀圖像之間的時間間隔為Tf=l/f=Tv/(n-l)，其中Tv為所拍攝視頻的時間長度；
[0008]步驟3:對經(jīng)過256級灰度值處理的圖像信號G進行一階差分處理，Q= Δ GX=GX-GX_1； Q是信號G差分后的結(jié)果；
[0009]步驟4:對所述離散信號Q通過巴特沃斯數(shù)字低通濾波器進行多階濾波，
[0010]使用以下振幅Η(ω)平方對頻率的公式表示:
【權(quán)利要求】
1.一種抗干擾的心率檢測方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟1:獲取心率檢測的視頻，并提取其中的幀圖像F1, F2, F3,……，F(xiàn)X，其中Xe [I, η],η為該段視頻中圖像的幀數(shù)，F(xiàn)x為第X幀圖像RGB值； 步驟2:對所述幀圖像進行灰度值處理，對經(jīng)過256級灰度值處理的圖像信號記為G，相鄰兩幀圖像之間的時間間隔為Tf=l/f=Tv/(n-l)，其中Tv為所拍攝視頻的時間長度； 步驟3:對經(jīng)過256級灰度值處理的圖像信號G進行一階差分處理，Q= Δ Gx=Gx-Gx+ Q是信號G差分后的結(jié)果； 步驟4:對所述離散信號Q通過巴特沃斯數(shù)字低通濾波器進行多階濾波，使用以下振幅Η(ω)平方對頻率的公式表示:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗干擾的心率檢測方法，其特征在于，所述巴特沃斯數(shù)字低通濾波器選取的截止頻率ω。為2Hz。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗干擾的心率檢測方法，其特征在于，所述巴特沃斯數(shù)字低通濾波器的階數(shù)設(shè)置為z=6。
4.根據(jù)權(quán)利要求1~3任一項所述的抗干擾的心率檢測方法，其特征在于，所述AR模型功率譜分析通過以下步驟完成: 步驟1:通過Burg算法估計反射系數(shù)km，通過將FPE功率與BPE功率的算術(shù)平均作為平均預(yù)測誤差功率ε，
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗干擾的心率檢測方法，其特征在于，所述獲取心率檢測的視頻的采樣頻率為f=30Hz。
【文檔編號】A61B5/024GK103654758SQ201310718266
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月23日
【發(fā)明者】洪英漢, 傅胤榮, 林浩岳, 謝森林, 馬俊杰, 林曉峰, 吳偉群 申請人:韓山師范學(xué)院