[发明专利]一种测量人体心跳速率和呼吸频率的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种测量人体生命参数的方法，尤其是涉及一种使用图像识别技术测 量人体心跳速率和呼吸频率的方法。

背景技术

心跳和呼吸是一种重要的人体生命参数，准确便捷地测量人体心跳速率和呼吸频 率对现代人的生理健康具有重要的参考作用。传统的测量人体心跳速率的方法主要通过脉 搏检测，现有的检测方法包括心跳心率监测仪、心率表等，但均为接触式检测，需要近距离 与被测者接触。现有技术中（CN101959458A）还公开了一种使用可见光图像来测定心率的方 法，通过接收与接近传送血液的毛细血管的对象的皮肤对应的多个可见光图像，处理该多 个可见光图像来测定对象的心率。但上述方法仍然需要靠近被测对象的皮肤才能获取到清 晰的毛细血管图像，图像获取的质量严重影响了检测的准确性。

随着科技的进步，人们对心跳、呼吸等生命参数的测量也有了新的要求，已不满足 于现有的测量方式。如何实现远距离的心跳、呼吸监测将是未来一段时间重要的发展方向。

发明内容

为了解决现有技术中的无法远程准确测量人体心跳速率和呼吸频率的技术问题， 本发明提供了一种基于图像处理的远程测量人体心跳速率和呼吸频率的方法，通过对摄像 头获取的影像进行处理，并通过图像识别技术检测人脸和胸腔位置的变化，通过人脸和胸 腔位置的变化确定心跳和呼吸的产生，进而统计得到人体的心跳速率和呼吸频率，实现了 远距离的心跳和呼吸测量，极大地便利了人们的生活。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种测量人体心跳速率的方法，包括以下步骤：

1）获取被测对象的视频影像；

2）将所述视频影像解析为图像帧系列；

3）在上述相邻图像帧中插入生成N帧图像；

4）检测每帧图像中的人脸所在区域的位置；

5）根据所述图像帧系统中人脸所在区域位置的变化统计得到被测对象的面部波动频 率，即人的心跳速率。

进一步，步骤5）中将面部波动信号中的直流成份过滤去除，得到类周期性波动的 面部波动信号，即得到被测对象的面部波动频率。

本发明还提供了另外一种测量人体心跳速率的方法，包括以下步骤：

1）获取被测对象的视频影像；

2）将所述视频影像解析为图像帧系列；

3）在上述相邻图像帧中插入生成N帧图像；

4）检测每帧图像中的人脸所在区域；

5）统计每帧图像中人脸区域范围内的颜色分布情况；

6）根据所述图像帧系统中每帧图像的颜色分布变化统计得到被测对象的面部颜色变 化频率，即人的心跳速率。

进一步，步骤5）中统计红色分量的分布情况。

此外，本发明还提供了一种测量人体呼吸频率的方法，包括以下步骤：

1）获取被测对象的视频影像；

2）将所述视频影像解析为图像帧系列；

3）在上述相邻图像帧中插入生成N帧图像；

4）检测每帧图像中的人脸所在区域的位置；

5）根据人脸所在区域的位置计算得到胸腔区域的位置；

6）根据所述图像帧系列中胸腔区域位置的变化统计得到被测对象的胸腔起伏频率，即 人的呼吸频率。

进一步，在步骤5）中，将人脸的上边沿下方1.5－2.0面部长度的区域作为胸腔区 域的位置。

与现有技术相比，本发明通过在被测对象视频影像的图像帧中插入生成多帧图像以一 定倍率放慢视频后，根据对放慢后的视频图像帧中面部和胸腔所在区域的波动和颜色变化 情况得到人体的心跳速率和呼吸频率，实现了远距离的心率和呼吸监测，有利于异地实时 监控被测对象的心率和呼吸，及时掌握被测对象的身体状况。

附图说明

图1为本发明检测人脸区域的示意图；

图2为实施例一测量心跳速率的流程图；

图3为实例例二测量心跳速率的流程图；

图4为测量人体呼吸频率的流程图。

具体实施方式

为了对本发明的原理和技术方案进行描述，以下结合附图进行详细说明。所举实 例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。