[发明专利]一种可抗头部自然运动的有效心率量测系统

摘要

本发明公开了一种可抗头部自然运动的有效心率量测系统，包括两个处理单元：第一单元为稳定ROI的获取，打开摄影镜头，汇入实时的影像，系统将自动侦测并追踪人脸与脸部特征点，在侦测到人脸后，运用人脸黄金比例缩小搜寻框以增加追踪速度；将感兴趣区域ROI的位置分别设计在额头、右脸颊以及左脸颊上，利用脸部特征点判断头运动的姿态(pose)，据以自动选取最合适的ROI，并利用运动滤波，以获得稳定的ROI信号。第二单元是心率信号处理，将ROI信号先进行预处理，从ROI区域取出绿色通道进行像素平均，将每个时间点的平均值串连起来形成时间序列信号，然后利用标准化处理，消除光线变动对信号质量的影响将主要信号突显出来，经过快速傅里叶转换以及带通滤波处理，便可以计算心跳数据。

主权项

1.一种可抗头部自然运动的有效心率量测系统，其特征在于，包括以下步骤：S1：对脸部与脸部68个特征点进行侦测与追踪，，脸部追踪利用标准人脸的黄金比例，设计搜寻框并缩小搜寻的范围，以改进追踪的速度；S2：将感兴趣区域ROI的位置分别设计在额头、右脸颊以及左脸颊上；当右脸宽度大于k个眼睛宽度时，切换至右边脸颊ROI位置；反之，左脸宽度大于k个眼睛宽度时，切换至左边脸颊ROI位置；如果两侧脸颊的宽度皆低于k个眼睛的宽度，切换至额头ROI。S3：采用滑动视窗法，对ROI座标做运动滤波，降低侦测追踪时感兴趣区域ROI的些微跳动，以得到稳定ROI；S4：进行预处理(Preprocessing)，从稳定ROI取出绿色(G)通道，将ROI中每个像素点的数值做平均，得到一个波形序列，接着进行标准化(Standardization)，消除光线变动对信号质量的影响；S5：标准化后的信号经快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform；FFT)，将时间域转换为频率域，通过带通滤波将非心率噪声信号滤除，然后以下列公式计算心率：FPS为每分钟获取的影格数；k为频率域信号中的最大峰值的索引值(index)；N为FFT计算长度。