[发明专利]人体心率检测方法、系统、存储介质、计算机设备及终端

说明书

本发明属于脉率或心率测量技术领域，公开了一种人体心率检测方法、系统、存储介质、计算机设备及终端，获取PPG信号，通过智能终端获取手指图像，用FFT算法对其处理后，进行滤波，而利用滤波后的PPG频谱信息，结合三种像素保护的信息的权重，计算功率密度确定PPG信号；测量人体心率，通过分析PPG信号，检测峰波，减少PPG信号中的噪声信号，从PPG信号中解调出人体心率，实现对心率生理参数的高精确性测量。本发明主要改善测量的效果，提高现有智能终端心率测量技术的精确度以及测量的稳定性，让人们能及时、有效而低成本地监测表征慢性病病情的关键身体指标、了解自身的健康状况。

技术领域

本发明属于脉率或心率测量技术领域，尤其涉及一种人体心率检测方法、系统、存储介质、计算机设备及终端。

背景技术

目前：由于动脉活动可以引起人体特定部位的皮肤颜色产生微弱的变化，因而可以利用光学设备采集由动脉活动引起的皮肤颜色变化信息，并根据采集的图像测量人体参数。近两年来，在利用生物光学信息进行人体生理特征测量方面已存在一些研究成果，其中大多数基于专业的测量设备，此类方法虽然可以获得较好的精确性，但缺点在于设备费用较昂贵且便携性较差，不利于监测的普及和推广。利用移动终端摄像头实现人体生理参数的测量方面，国内外已经取得一定成果。

在不介入任何外来设备情况下，仅通过智能智能终端摄像头采集的手指颜色变化图像，实现对心率等人体生理参数的测量。文献“基于光电容积脉搏波成像心率检测技术的研究[D].导师：周云耀.武汉理工大学,2014.”公开了一种利用LED灯和光传感器收集指尖容积脉搏波，并由其检测心率的方法。该方法为了避免容积脉搏波中的重搏波波峰对于主波波峰计数的影响，借助于二次曲线跳过重搏点，以减小心率计算的误差。为了不将重搏点被误当作主波波峰，该方法设计了一种自拟合二次曲线跨越重搏点检测主波波峰的算法：在判断出前一个主波波峰和紧跟的谷点后，随机拟合一个开口朝下的二次函数，跨过重搏点，沿着容积脉搏波信号翻爬直至找到下一个主波波峰，重复此过程直到找到所有的主波波峰。文献所述方法通过由实验测定的经验性阈值为首个二次曲线的参数进行曲线拟合，适应性不强；在进行二次曲线参数的更新时，由前一个主波波峰和谷点计算出的二次曲线来进行下一个主波波峰探测，该方法对于平稳性差，信号基线变化快的容积脉搏波，随机拟合的二次曲线有可能跨过主波波峰，导致漏检，或者没有跨过重搏点，导致错检，最终造成心率输出误差过大利用相邻两点确定波峰，由于波峰与相邻两点之间灰度值差值较小，导致β值较小，并且计算得到的灰度值包含大量噪声信息，导致波峰无法检测出，或者中间某些点满足条件被误检测了，导致波峰统计不准确。

仅利用手指图像的绿像素来计算PPG信号，未考虑红像素和蓝像素包含的信息；同时也存在相应波峰检测的问题，检测波峰时，容易受到次波(venouspeak)的影响，导致多计数，由于PPG信号波峰容易受到信号干扰，导致波峰出变化比较平缓，若用相邻两点检测波峰，会漏掉波峰，导致少计数。

F.Lamonaca等人在2012年发表在IEEE一个会议上的论文：“ReliablePulseRateEvaluationbySmartphone”F.Lamonaca等截取手指图像边缘，去除图像边缘处误差，利用每张手指图像的红像素大于某个阀值个数来计算PPG信号，利用PPG信号的标准差作为检测PPG信号波峰的阀值，进行心率的测量。

上述技术，仅利用手指图像的红像素来计算PPG信号，未考虑绿像素和蓝像素包含的信息；确定采样频率时，同样没有考虑到硬件设备与采样频率的关系。

虽然用PPG信号的标准差来确定阀值改进了峰值确定方法，但是用相邻两点差值确定峰值，导致计数不准确，以及测量结果不稳定。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：

(1)现有的便携式心率监测装置功能单一，只能监测心率值，不能对心率值长期保存和进行统计分析。