[发明专利]一种非接触式心率变异性测量方法

摘要

本发明公开了一种非接触式心率变异性测量方法，属于人体心理压力的评价技术领域。首先使用高速彩色摄像机非接触式的采集检测者面部的区域视频图像，根据每帧视频图像，提取人体面部特征点，并根据特征点选取各图像的目标区域；然后对每帧视频图像的目标区域内的所有像素点的红色、绿色和蓝色三个通道的信号进行独立成分分析，并选取心率相关分量k(t)，对其进行频谱分析和滤波处理，提取脉搏波特征点，得到逐拍心动周期，计算心率变异性的时域和频域参数。最后根据心率变异性的时域和频域参数对心理压力进行评价和分析。本发明可以无接触式的测量心率变异性，其测量精度高，减少了对检测对象的影响，获得心理压力的评价较为客观。

主权项

1.一种非接触式心率变异性测量方法，其特征在于，具体步骤如下：步骤一、针对某检测者，使用高速彩色摄像机非接触式的采集该检测者面部的区域视频图像；步骤二、根据每帧视频图像，分别提取人体面部特征点，并根据特征点选取各图像的目标区域；步骤三、对每帧视频图像的目标区域内的所有像素点的红色、绿色和蓝色三个通道的信号进行独立成分分析，并选取心率相关分量k(t)；具体步骤为：步骤301，针对每帧视频图像，对目标区域内所有像素点的红色、绿色和蓝色的通道信号值分别求取平均值；即：r(i)为目标区域内的第i个像素点的红色通道信号值；g(i)为目标区域内的第i个像素点的绿色通道信号值；b(i)为目标区域内的第i个像素点的蓝色通道信号值；为目标区域内的所有像素点的红色通道信号值的平均值；为目标区域内的所有像素点的绿色通道信号值的平均值；为目标区域内的所有像素点的蓝色通道信号值的平均值；步骤302，将所有视频图像计算所得的三个通道信号强度平均值分别按视频采集的时间排列，得到三个时间序列r(t),g(t),b(t)；r(t)是所有视频图像的红色通道信号的平均值按视频采集的时间排列得到的时间序列；g(t)是所有视频图像的绿色通道信号的平均值按视频采集的时间排列得到的时间序列；b(t)是所有视频图像的蓝色通道信号的平均值按视频采集的时间排列得到的时间序列；步骤303，对三个时间序列进行独立成分分析ICA，分解得到三个独立成分分量，记为i(t),j(t),k(t)；计算公式如下：其中A是一个3*3的矩阵，通过使i(t),j(t),k(t)相关性最小的最优化算法获得；步骤304，将三个独立成分分量分别与g(t)分量进行相关性分析，把相关性最大的独立成分分量选出，并命名为心率相关分量k(t)；相关性最大的分量包含脉搏波信号；步骤四、对心率相关分量k(t)进行频谱分析和滤波处理，提取脉搏波特征点，得到逐拍心动周期；步骤五、根据逐拍心动周期计算心率变异性的时域和频域参数；步骤六、根据心率变异性的时域和频域参数对心理压力进行评价和分析。