[发明专利]一种非接触式中医脉象检测方法及装置

权利要求书

1.一种非接触式中医脉象检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：视频采集；

S2：人脸检测；

S3：ROI提取；

S4：信号预处理；

S5：盲源分离；

S6：频谱分析；

S7：脉象提取分析。

2.根据权利要求1所述的一种非接触式中医脉象检测方法，其特征在于：在上述S1中，使用摄像头拍摄60秒的彩色视频，以24位RGB真彩色、30帧/秒的帧速、640×480的像素分辨率采集，并以AVI格式保存。

3.根据权利要求1所述的一种非接触式中医脉象检测方法，其特征在于：在上述S2中，人脸检测算法为基于肤色特征的人脸检测技术，数字图像的存储利用RGB颜色空间，先过滤掉图像中的所有亮度值，并在其中打上大量网格，然后对每一个区域块图像都做二值分析，最后通过比较各个不同像素点的RGB三个通道各自的取值及其比例还有肤色的变化范围，用以判定当前检测的像素点及其周围区域是否来自一个人脸区域；人脸检测程序返回视频中每一帧图像的脸部区域的位置坐标x和y，以及面部方框的高度和宽度。

4.根据权利要求1所述的一种非接触式中医脉象检测方法，其特征在于：在上述S3中，读取彩色视频的每一帧感兴趣区域内的图像，对其彩色信号实施三基色分离，以便得到R、G、B三个通道的颜色分量，并将其保存成一个三维数字矩阵，矩阵维数是640×480×3；其中第三个维度代表R、G、B三个颜色通道，余下两维的矩阵中的每一个位置上都是感兴趣区域内每个相应位置的R、G、B通道的像素值，均为介于0到256之间一个值。

5.根据权利要求1所述的一种非接触式中医脉象检测方法，其特征在于：在上述S4中，将每帧R、G、B三个颜色通道所对应的各自二维矩阵取空间平均，即一个矩阵中所有像素值的算术平均值，作为该帧视频图像所处时刻的PPG信号样本值，由此可以提取三组分别包含有心脏跳动信号的、时间域上的离散时间信号序列，作为采用的原始PPG信号，分别记为x1(t)，x2(t)，x3(t)；

为避免FFT的积分过程中受到趋势项的影响，对原始的三个颜色通道数据分别进行去线性趋势化处理；采用一般最小二乘法来去除信号序列中的线性趋势项：

1)、先利用最小二乘法将R、G、B三个通道数据分别对时间(即帧的指标t)进行一元线性回归，得到一条回归直线，即：

其中a为回归方程常数项，b为回归方程斜率项；

2)、将初始的三通道信号序列分别减掉所得的回归直线，也就是线性趋势项，获得新的三通道信号序列，即：

3)、再对三个通道信号序列分别进行标准化处理，也就是按如下形式计算：

其中μ、σ分别为样本平均值和样本标准差，数据标准化的目的是使得xi()t具有零均值和单位方差，以去除量纲的影响。

6.根据权利要求1所述的一种非接触式中医脉象检测方法，其特征在于：在上述S5中，操作步骤为：

1)、对原始数据X做中心化处理，使其样本均值为0；

2)、对中心化数据进行白化处理，使其样本方差为1，X-＞Z；

3)、设定即将估计的成分的数目m，设定迭代次数p＜-1；

4)、指定一个初始权重向量Wp，并尝试不同的初始值，以检测结果的稳定性。

7.根据权利要求1所述的一种非接触式中医脉象检测方法，其特征在于：在上述S6中，采用一维数字滤波器，即无限冲激响应滤波器，具有线性、时不变特点，其输出序列y(n)和输入序列x(n)由下列的常系数线性差分方程形式来刻画：

y(n)＝b(1)X(n)+b(2)x(n-1)+…+b(nb+1)x(n-nb)-a(2)y(n-1)-…-a(na+1)y(n-na)

其中n-1是滤波器阶数，a是滤波器分母权重向量，b是滤波器分子权重向量，na是反馈滤波器阶数，nb是前馈滤波器阶数。