[发明专利]用于基于相机的心率跟踪的系统和方法

权利要求书

1.一种用于人类受试者的基于相机的心率跟踪的方法，所述方法包括：

接收捕获的光的图像序列，所述光是来自光源的光在人类受试者的皮肤下行进并穿过不同的皮肤组织之后反射的光；

使用用血红蛋白浓度（HC）变化训练集训练的机器学习模型，从捕获的图像序列中的一组位平面中确定表示受试者的血红蛋白浓度变化的位值，所述一组位平面是确定为最大化信噪比（SNR）的位平面，血红蛋白浓度变化训练集包括从已知心率的一组受试者捕获的图像的每个位平面的位值；

基于血红蛋白浓度变化确定由图像捕获的受试者的多个预定感兴趣区域（ROI）中的每一个的面部血流数据信号；

将近似心率的通带的带通滤波器应用于每个血流数据信号；

对每个血流数据信号应用希尔伯特变换；

将血流数据信号从旋转相位角调整为线性相位段；

确定每个血流数据信号的瞬时心率；

对每个瞬时心率应用加权；

平均加权的瞬时心率；以及

输出平均心率。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，从受试者的面部捕获感兴趣区域。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，从受试者的手腕或颈部捕获感兴趣区域。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，感兴趣区域是非重叠的。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，确定使信噪比最大化的一组位平面包括：

执行位平面向量的逐像素图像减法和加法，以最大化在预定时间段内的所有感兴趣区域中的信号差异；

识别来自位平面的增加信号差异的位值，以及识别来自位平面的降低信号差异或者对信号差异没有贡献的位值；以及

从位平面丢弃降低信号差异或对信号差异没有贡献的位值。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，机器学习模型包括长期短期记忆（LSTM）神经网络或非线性支持向量机。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，通带在0.6赫兹到1.2赫兹的范围内，其中每分钟60次心跳等于1赫兹。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，确定每个血流数据信号的瞬时心率包括将差分滤波器应用于线性相位段以将相位角数据转换为表示计数值的频率单位，每个感兴趣区域的计数值表示瞬时心率。

9.根据权利要求1所述的方法，还包括在相位连续标度上线性化和微分旋转相位角以确定瞬时心率。

10.根据权利要求1所述的方法，其中，加权在一秒到十秒的范围的间隔内积分。

11.根据权利要求9所述的方法，其中，加权在五秒的间隔内积分。