[发明专利]一种远程心率检测系统及其方法

说明书

本发明公开了一种远程心率检测系统及其方法，系统包括PTZ相机和数据处理装置，PTZ相机设置于被测者活动区域内并对其脸部区域进行拍摄追踪，数据处理装置与PTZ相机通讯连接，数据处理装置实时接收PTZ相机所拍摄到的被测者视频，并将视频资料传输至数据处理装置，数据处理装置提取视频资料中的感兴趣面部区域，并对感兴趣面部区域的多个连续帧进行rPPG心率信号的提取与滤波，将心率信号转换到频域，得到心率值，并在数据处理装置上显示。本发明通过驱动PTZ相机进行360°全方位巡航，可以捕捉到远距离非约束的脸部图像，让被测者处于无察觉状态，对其进行面部的扫描检测，进而实现心率检测，更有生态效度，并且基于PTZ相机系统的远程心率检测会有很大优势。

技术领域

本发明涉及心律检测技术领域，具体涉及一种远程心率检测系统及其方法，实现对目标人的非接触式心率检测。

背景技术

现有对人体心率的检测主要分为接触式和非接触式两大类。传统的接触式心率检测往往通过检测手腕或脖子旁边的皮肤下面血管运动引起的震动来测量心率，而现代的接触式心率检测主要包括心电图 (Electrocardiogram,ECG)、心音图(Phonocardiogram,PCG)、热成像(Thermal Imaging)、光电容积脉搏波描记法(Photo Plethysmo Graph,PPG)、超声波测定器、血液压力波测量和光散射现象测量方式等方法。非接触式的心率检测方式不与人体接触，在心率检测方面具有非常大的技术优势，与传统的接触式心率检测方式相对比，比如在非医院环境中像家庭的生理信息检测、人机交互场景中心率的检测、复杂场景下的脸部心率检测、情绪识别等场景中，非接触的心率检测方式比传统的接触式心率检测方式更为合适。同时，对于心血管突发疾病和慢性病来说，非接触式的心率检测有重要的监督作用。

非接触式心率检测大致可以分成三种类型：分别是小波多普勒雷达方法、热成像方法和基于计算机视觉的图像方法。

(1)小波多普勒雷达方法，需要使用电磁波探测人体目标，由于人体的心肺活动，回波信号将发生多普勒效应，对该信号运用特定的信号处理方法进行信号处理，可以从中提取出与心肺相关的生命体征信息(包括心率)。目前，基于小波多普勒雷达方法的生命体征检测研究中仍然存在着许多问题需要去解决，例如需要提高雷达系统的信噪比和抗干扰能力、线性地还原心肺的活动信息、实时的处理雷达信号并实现长期的监测、在受到较强干扰的信号中提取心率的时域信息等等。

(2)热红外成像心率检测可以实时、全面的获取人体表面的温度信息，且受光照变化影响小，但其成本较为昂贵，不便于大规模的应用，适用于给特殊、专业的人员使用。

(3)基于视频的图像方法，首先，图像的特征信息比较丰富，这种丰富的信息有利于全面准确的获取心率信息，但是其噪声相对来说也比较多，如何对图像得到的心率进行滤波也是一个需要解决的问题，另外，基于视频的心率检测也比较容易受到光照的影响，但是其成本相对来说比较廉价，可以大规模的在人群中使用。

现有的基于视频的图像采集心率的方法中，采集视频的镜头通常采用固定角度的近距离对目标人进行拍摄，目标人位于所设定的区域位置，直接采用正脸方式进行拍摄视频，限制了人的活动范围，被测人处于觉察状态，容易对被测人产生心理上的波动，影响实时心率的检测准确度。

发明内容

为了解决上述所存在的技术问题，实现在被测者不易察觉状态下心率的远程检测，同时不特意限制被测者的活动范围，为此，本发明提供了一远程心率检测系统及其方法。

本发明采用如下技术方案：