[发明专利]一种基于深度图像数据的非接触式呼吸监测方法

摘要

本发明公开了一种非接触式呼吸监测的方法。该方法包括：定位深度视频流中被监测者胸腹部区域；对深度视频流中每一帧图像的胸腹部区域数据降维；对降维后的数据计算方差，得到胸腹部变化程度序列；对胸腹部变化程度序列进行低通滤波，得到降噪后的呼吸变化序列；根据呼吸变化序列计算出呼吸频率以及呼吸暂停时间。本方法解决了接触式监测呼吸可能带来的干扰被监测者呼吸过程的问题，降低了硬件成本与设备的复杂性。

主权项

1.一种基于深度图像数据的非接触式呼吸监测方法，其特征在于，包括以下步骤：定位深度视频流中被监测者胸腹部区域；对深度视频流中的每一帧图像的胸腹部区域数据降维；对每一帧降维后的胸腹部区域数据计算方差，得到胸腹部变化程度序列；对胸腹部变化程度序列进行低通滤波，得到降噪后的呼吸变化序列；根据呼吸变化序列计算出呼吸频率以及呼吸暂停时间；所述的对深度视频流中的每一帧图像的胸腹部区域数据降维包括：为了说明方便，设胸腹部区域深度数据为m×n的矩阵，将原始胸腹部区域二维矩阵进行降维处理得到m′×n′胸腹部区域深度矩阵，并记m′×n′胸腹部区域深度矩阵为A；所述的对降维后的数据计算方差，得到胸腹部变化程度序列包括：计算矩阵A中所有元素的方差，该方差值反映了当前深度图像帧中被监测者胸腹部起伏程度；所述的对胸腹部变化程度序列进行低通滤波，得到降噪后的呼吸变化序列包括：用快速傅里叶变换将胸腹部变化程度序列转化成频域信号；将频域信号中的高频成分置零；再使用逆傅里叶变换处理频域信号得到呼吸变化序列；所述的根据呼吸变化序列计算出呼吸频率包括：统计呼吸变化序列中局部的极大值便可以得到被监测者的在该段序列中的呼吸次数；计算每分钟序列中局部极大值的个数得出被监测者在该段时间内的呼吸频率；所述的根据呼吸变化序列计算出呼吸暂停时间包括：根据呼吸变化序列的增减性找出序列中相邻极小值对应的项，为了表述方便这两项分别记作Ωs、Ωe；计算从Ωs到Ωe所有项的波动程度μ并与阈值T比较；若μ≤T则认为从Ωs到Ωe所有项为呼吸暂停区间的一部分；若μ＞T则计算下一对相邻极小值之间序列的波动程度；重复以上步骤直至找出最后一对相邻极小值；将所有的相邻的呼吸暂停区间相并得到最后呼吸暂停区间，在区间并操作过程中忽略孤立的区间。