[发明专利]一种基于摄像头的非接触式实时呼吸率检测方法

权利要求书

1.一种基于摄像头的非接触式实时呼吸率检测方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)利用摄像头采集人体上半身正面RGB彩色图像，预设帧间隔时间T；

(2)对采集的所述RGB彩色图像进行色彩空间转换得到灰度图B；

(3)对所述灰度图B进行直方图均衡处理得到图像C；

(4)对所述图像C进行人脸检测，根据人脸与胸口的相对位置，提取人体胸口感兴趣区域；

(5)对所述灰度图B计算所述胸口感兴趣区域的灰度值平均值作为胸口感兴趣区亮度信息，存放于预设的FIFO(FirstInFirstOut)队列；

(6)判断所述FIFO队列是否充满，若充满，则对所述FIFO队列中存放的所述胸口感兴趣区亮度信息的序列做平滑滤波处理，进一步采用峰值点检测技术对滤波后的所述胸口感兴趣区亮度信息的序列进行峰值点检测，计算呼吸率数值，并删除所述FIFO队列中前Na个数据，Na取值在15到40之间；

(7)判断帧间隔时间是否达到所述预设值T，若达到则重复步骤(2)-步骤(7)，周而复始，实时测量；没有达到则继续等待，等待达到则重复步骤(2)-步骤(7)，周而复始，实时测量，直至测量结束。

2.根据权利要求1所述的一种基于摄像头的非接触式实时呼吸率检测方法，其特征在于，所述的步骤(2)中所述色彩空间转换采用如下公式：

Gray＝0.2989*R+0.5870*G+0.1140*B(1)

其中，R、G、B分别为所述RGB彩色图像对应红色分量、绿色分量以及蓝色分量。

3.根据权利要求1所述的一种基于摄像头的非接触式实时呼吸率检测方法，其特征在于，所述步骤(4)的具体步骤为：

采用Viola-Jones人脸检测算法实现所述图像C的人脸检测，确定脸部区域；

将所述脸部区域左上角纵坐标向下移动人脸高度的1.3-1.5倍作为所述胸口感兴趣区域的起始纵坐标，将人脸宽度大小的1-1.2倍作为所述胸口感兴趣区域的宽度，将人脸高度的0.3-0.5倍作为所述胸口感兴趣区域的高度，确定人体胸口感兴趣区域。

4.根据权利要求1所述的一种基于摄像头的非接触式实时呼吸率检测方法，其特征在于，所述步骤(6)的具体步骤为：

判断所述FIFO队列是否充满，若充满，则对所述FIFO队列中存放的所述胸口感兴趣区亮度信息的序列采用巴特沃斯低通滤波器进行滤波；

使用峰值点检测方法对滤波后的所述胸口感兴趣区亮度信息的序列进行峰值点检测，得到峰值点横坐标(M1，M2，M3，M4，M5，……)；

对所述峰值点横坐标序列(M1，M2，M3，M4，M5，……)做差分运算得到峰值点横坐标差序列(M2-M1，M3-M2，M4-M3，M5-M4，……)，删除所述峰值点横坐标差序列中最大值和最小值，对剩余所述峰值点横坐标差求平均即得到平均呼吸率周期N；

根据帧间隔时间T计算呼吸率为60/(N*T)；

删除所述FIFO队列前Na个数据，Na取值在15到40之间。