[发明专利]手机处理人脸视频提取心率信号的系统及其方法

权利要求书

1.一种手机处理人脸视频提取心率信号的系统，包括特征点识别模块、特征图像截取模块、滤波模块、显示模块，其特征在于，还包括色度差值放大模块、有效特征检测模块、心率值计算模块；其中：

所述特征点识别模块，用于提取当前帧图像；识别当前帧图像中所有的人脸特征点；判断是否识别到人脸特征点，若是，将所有人脸特征点发送给特征图像截取模块，否则，特征点识别模块重新提取一帧图像；

所述特征图像截取模块，用于绘制包含所有人脸特征点的最小矩形框；截取最小矩形框内图像，作为人脸特征图像；将人脸特征图像发送给色度差值放大模块；

所述色度差值放大模块，用于将人脸特征图像从红绿蓝RGB颜色空间转换到亮度色度YUV颜色空间；计算人脸特征图像色度U通道均值和色度V通道均值的色度差放大值；判断是否提取完人脸视频的帧图像，若是，将特征序列输入到滤波模块，否则，特征点识别模块重新提取一帧图像；色度差值放大模块按照选取人脸特征图像的次序，将所有人脸特征图像的特征排序，得到特征序列，将特征序列输入到滤波模块；

所述滤波模块，用于将特征序列输入通带频率为0.8赫兹到2.5赫兹的带通滤波器中，得到滤波后特征序列；将滤波后特征序列发送给有效特征检测模块；

所述有效特征检测模块，用于从滤波后特征序列中顺序地选取一个特征；计算所选特征的状态；利用阈值计算公式，计算所选取特征的阈值；判断所选取的特征是否为下降状态，且所选取的特征大于所选取特征的阈值，若是，将所选取特征标记为有效特征，否则，有效特征检测模块重新选取一个特征；判断是否取完滤波后特征序列的所有特征，若是，将所有有效特征发送给心率值计算模块，否则，有效特征检测模块重新从滤波后特征序列中顺序地选取一个特征；

所述心率值计算模块，用于计算心率值；将心率值发送给显示模块；

所述显示模块，用于显示心率值。

2.一种手机处理人脸视频提取心率信号的方法，其特征在于，计算色度U通道均值和色度V通道均值的色度差放大值，作为人脸特征图像的特征，有效特征检测模块计算所选取特征的阈值，根据阈值标记有效特征，心率值计算模块根据有效特征计算心率值；该方法的具体步骤包括如下：

(1)输入人脸视频：

将人脸视频输入手机的视频解码库中，解码人脸视频，得到人脸视频的总帧数和帧率，将解码后的人脸视频发送给特征点识别模块；

(2)识别人脸特征点：

(2a)特征点识别模块从解码后的人脸视频中顺序提取一帧图像，作为当前帧图像；

(2b)特征点识别模块使用人脸特征点识别工具，识别当前帧图像中所有的人脸特征点；

(3)特征点识别模块判断是否识别到人脸特征点，若是，则执行步骤(4)，否则，执行步骤(2)；

(4)截取特征图像：

(4a)特征点识别模块将识别到的所有人脸特征点，发送给特征图像截取模块；

(4b)特征图像截取模块绘制包含所有人脸特征点的最小矩形框；

(4c)使用图像剪辑方法，特征图像截取模块截取最小矩形框内包含的图像，作为人脸特征图像，将人脸特征图像发送给色度差值放大模块；

(5)计算色度差放大值：

(5a)色度差值放大模块利用颜色空间转换公式，将人脸特征图像从红绿蓝RGB颜色空间转换到亮度色度YUV颜色空间；

(5b)色度差值放大模块计算人脸特征图像中所有像素点色度U通道的均值和色度V通道的均值；

(5c)色度差值放大模块利用色度差值放大公式，计算色度U通道均值和色度V通道均值的色度差放大值，作为人脸特征图像的特征；

(6)色度差值放大模块判断是否提取完人脸视频的帧图像，若是，则执行步骤(7)，否则，执行步骤(2)；

(7)滤波：

(7a)色度差值放大模块按照选取人脸特征图像的次序，将所有人脸特征图像的特征排序，得到特征序列，将特征序列输入到滤波模块；

(7b)滤波模块将特征序列输入通带频率为0.8赫兹到2.5赫兹的带通滤波器中，得到滤波后特征序列；

(7c)滤波模块将滤波后特征序列发送给有效特征检测模块；

(8)标记有效特征：

(8a)从滤波后特征序列中第二个特征开始，有效特征检测模块从滤波后特征序列中顺序地选取一个特征；

(8b)有效特征检测模块比较所选取的特征与前一个特征的大小，将其中大的特征标记为下降状态，小的特征标记为上升状态；

(8c)有效特征检测模块利用阈值计算公式，计算所选取特征的阈值；

(9)有效特征检测模块判断所选取的特征是否为下降状态，且所选取的特征大于所选取特征的阈值，若是，则执行步骤(10)，否则，执行步骤(8)；

(10)有效特征检测模块将所选取的特征标记为有效特征；

(11)有效特征检测模块判断是否取完滤波后特征序列的所有特征，若是，执行步骤(12)，否则，执行步骤(8)；

(12)获得心率值：

心率值计算模块利用心率值计算公式，根据有效特征值计算心率值；心率值计算模块将心率值发送给显示模块，显示模块显示心率值。