[发明专利]一种智能手机测量心率变异性（HRV）的方法

权利要求书

1.一种智能手机测量心率变异性HRV的方法，其特征在于，包括：

利用手机带有的RGB彩色相机、3D深度相机以及IR红外传感器，通过手机的中央处理器对RGB相机、IR传感器得到的受试者面部信息提取心率信号；通过对3D深度相机得到的受试者距离信息提取呼吸信号，由心率信号与呼吸信号测量呼吸性窦性心律不齐RSA参数，并结合RSA实时变化获得心率变异性HRV参数；

其中，采用心率信号与呼吸信号测量RSA包括：

设定普通健康受试者初始RSA变化值Var_i；

提取呼吸状态改变i时刻的呼吸信号和心率信号，预算RSA，状态由呼气转为吸气的时候，估算得下一时刻RR'_i+1＝RR_i-Var_i；而当状态由吸气转为呼气的时候，估算得下一时刻RR'_i+1＝RR_i+Var_i，RR'_i+1为i+1时刻心率信号估算值；

所述结合RSA实时变化获得HRV参数包括：

通过手机中央处理器提取下一时刻的心率信号，记为RR”_i+1，通过取i+1时刻心率信号测量值和i+1时刻心率信号估算值的平均值得：

其中，RR_i+1为i+1时刻HRV(RR_i+1)输出值；

将i+1时刻心率信号测量值RR”_i+1与i+1时刻心率信号估算值RR'_i+1进行比较计算得到下一时刻的误差值：Err_i+1＝RR”_i+1-RR'_i+1；

将计算得到的误差值替换RSA变化：Var_i+1＝Var_i-Err_i+1，从而实时获得HRV参数。

2.根据权利要求1所述的测量HRV的智能手机，其特征在于，所述智能手机带有RGB相机、3D深度相机以及IR传感器。

3.根据权利要求1所述一种智能手机测量心率变异性HRV的方法，其特征在于，所述手机RGB相机、IR传感器得到受试者面部信息包括：

选定受试者面部特定区域作为测量区域，通过手机相机的RGB相机非接触式采集受试者面部变化的RGB图像信息；

在该测量区域内通过IR传感器非接触式采集受试者面部温度变化信息；

采用RGB分离方法分离图像的三原色，获得原始帧数据的红色通道，绿色通道、蓝色通道的独立数据；

通过Z分数标准化对三原色原始帧数据进行处理，分别获得红色通道、绿色通道、蓝色通道的标准化值y'_i(t)：

其中，i＝1，2，3分别表示R，G，B通道，其中u_i表示单帧数据的平均值，δ_i表示单帧数据和y_i(t)的标准差，y_i(t)表示单个通道的原始数据；

将所述标准化后的数据进行盲源信号分离，定义为：

y(t)＝Ax(t)

式中：y(t)＝[y₁(t)，y₂(t)，y₃(t)，y₄(t)]^T，y₁(t)，y₂(t)，y₃(t)，y₄(t)分别为R、G、B、IR序列，x(t)表示源信号，A为4×4的混合系数矩阵；

通过矩阵性质，得到：

x(t)＝Wy(t)，矩阵W为解混矩阵，其与矩阵A互为逆矩阵，为得到解混矩阵W，通过迭代法近似分离混合矩阵A，求逆即可得到矩阵W；

则x(t)输出源信号可近似为：

W为解混矩阵，可分离RGB-IR混合数据，得到分离后的RGB-IR图像信号。

4.根据权利要求3所述的RGB-IR信号分离的方法，其特征在于，所述提取心率信号方法采用快速傅里叶变换(FFT)提取分离的RGB-IR分量信号，找到和血液脉冲相匹配的亮度和热量变化信号，得到心率信号。