【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及生物医学检测，具体涉及一种基于rppg的人侧脸无接触心率检测方法、系统、设备及介质。
技术介绍
1、心率是反映人体生理状态的关键指标之一，在医疗诊断、健康监测、运动训练等众多领域都有着至关重要的作用。传统的心率检测方法主要包括心电图(ecg)、听诊器测量等。心电图检测虽然准确，但需要将电极直接贴附在人体皮肤上，并通过复杂的导联系统连接到检测仪器，这种接触式测量方式在某些情况下会给被检测者带来不便。例如，对于烧伤患者、皮肤过敏人群或者需要长时间连续监测心率的个体(如重症监护病房中的患者)，电极的粘贴可能会引起皮肤不适甚至损伤。听诊器测量则需要专业医护人员操作，且受环境噪音影响较大，同时也不能实现长时间连续、自动的心率监测。
2、随着科技的发展，非接触式心率检测技术逐渐成为研究热点。其中，基于光电容积脉搏波描记法(ppg)原理的技术受到广泛关注。传统ppg通过将发光二极管(led)和光电探测器接触皮肤表面来测量光吸收变化，进而获取心率信息。然而，这种方法仍然需要与皮肤接触，存在一定的局限性。在此基础上，远程光电容积脉搏波描记法(rppg)应运而生，它利用摄像头采集人体皮肤区域的图像信息，通过分析皮肤颜色变化来提取心率信号，无需与人体直接接触。这种方法在便利性和舒适性方面有了很大提升，可广泛应用于家庭健康监测、远程医疗等场景。
3、目前，基于rppg的非接触式心率检测大多集中在人脸正面区域。这是因为人脸正面相对平整，便于图像采集和分析，而且脸部皮肤下的血管分布与心率变化有明显的关联。然而，在面部正
4、专利申请cn202410600014.0，采用cardia2net的方法，将一个自注意力卷积混合网络(acmix)网络与一个基于注意力的长短期记忆(alstm)网络相结合进行心率检测，缺陷是该方法仅针对正脸，且面部特征点数过少，定位roi不精准且不能实现侧脸的心率检测。
技术实现思路
1、为了克服上述现有技术存在的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种基于rppg的人侧脸无接触心率检测方法、系统、设备及介质，通过摄像头捕捉人的侧脸，通过mediapipe进行人侧脸关键点检测，获取人侧脸的所有关键点；然后确定用于心率检测的roi(region ofinteresting,感兴趣区域)，通过rppg算法对roi内的图像数据提取rgb图像中的green通道和red通道的信号并将其加权结合作为bvp(血容量脉搏)信号，对bvp信号进行处理得到人的心率信息，并显示到界面上，实现通过检测人的侧脸实现对人心率的无接触测量；本专利技术在人脸正面可能被遮挡或者角度不利于检测的情况下，仍旧能实时检测人的心率，具有方便快捷、适应性强、准确率高的优点。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
3、一种基于rppg的人侧脸无接触心率检测方法，具体包括如下步骤：
4、步骤1，通过摄像头对人的侧脸图像进行采集，所采集侧脸图像清晰完整；
5、步骤2，对步骤1所采集的侧脸图像进行区域定位，确定用于心率检测的感兴趣区域(roi)；
6、步骤3，利用rppg算法计算出每个roi的瞬时心率、置信度、加权求和后的最终心率；
7、步骤4、将步骤1中摄像头捕捉的图像和步骤3中计算出的每个roi的瞬时心率、置信度、加权求和后的最终心率在界面上进行显示。
8、所述步骤1采集人的侧脸图像时光照采用自然光，光照条件稳定，能够穿透皮肤表层，以增强对血液流动信号的捕捉能力。
9、所述步骤2的具体方法为：
10、通过可视化工具mediapipe获取人侧脸的所有关键点，即准确地定位出侧脸的各部位坐标，然后，选择用于心率检测的roi。
11、所述步骤3的具体方法为：
12、步骤3.1，读取步骤2所确定的roi内的图像数据；获取各roi的rgb通道直方图；将rgb通道直方图中绿色(green)通道和红色(red)通道的信号相减，得到两者差值的绝对值作为bvp信号；滤除bvp信号中偏差大于预设的偏差数据，然后使用带通滤波器滤波，得到滤波信号；对得到的滤波信号快速傅里叶变换fft后得到滤波信号频谱，随后进行峰值检波获取各roi的瞬时心率；
13、步骤3.2，使用公式bpm(n)＝α·bpm(n-1)+1-αbpmsig(n)加权更新步骤3.1获得的瞬时心率，取α＝0.95保证各roi的心率结果不会跳变；
14、步骤3.3，对步骤3.1中得到的各roi的bvp信号的峰值与得到滤波信号进行对比，使用函数计算频谱的均方误差(mse)表示频谱泄露程度，记为leakage，使用confidencei＝1/1+leakage计算各roi的bpm置信度；基于置信度和步骤3.2中计算的不会跳变的瞬时心率使用以下公式加权求和计算最终心率结果：
15、
16、一种基于rppg的人侧脸无接触心率检测系统，包括：
17、图像采集模块，用于步骤1中，用摄像头进行拍摄，实现侧脸画面收集；
18、roi确认模块，用于步骤2中，对收集的侧脸进行侧脸检测，并识别侧脸的所有关键点，实现roi区域的确定；
19、信号处理模块，用于步骤3中，对2中确定的roi进行信号提取并处理，实现心率计算。
20、一种基于rppg的人侧脸无接触心率检测设备，包括：
21、存储器，用于存储计算机程序；
22、处理器，用于执行所述计算机程序时实现步骤1至步骤4所述的基于rppg的人侧脸无接触心率检测方法。
23、一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时能够基于步骤1至步骤4所述的基于rppg的人侧脸无接触心率检测方法，进行基于rppg的人侧脸无接触心率检测。
24、与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
25、1，本专利技术实现了通过人侧脸的无接触心率检测，避免了传统接触式检测方法的不便和不适，用户无需佩戴任何设备，可在自然状态下接受检测，尤其适用于老年人、婴幼儿、皮肤敏感人群等特殊群体。
26、2，相比现有非接触式检测主要针对人脸正面的方法，本专利技术的侧脸检测功能在更多场景下具有优势。例如，当被检测者侧卧休息、转头等情况下，仍能准确检测心率，扩大了检测的适用范围。
27、3，本专利技术通过先进的rppg算法，能够有效提取roi的bvp信号，进行滤波及傅里叶变换后进行峰值检波获取各roi的瞬时心率；加权更新瞬时心率，增加了检测准确率；基于置信度和得到的不会跳变的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于rPPG的人侧脸无接触心率检测方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于rPPG的人侧脸无接触心率检测方法，其特征在于，所述步骤1采集人的侧脸图像时光照采用自然光，光照条件稳定，能够穿透皮肤表层，以增强对血液流动信号的捕捉能力。
3.根据权利要求1所述的一种基于rPPG的人侧脸无接触心率检测方法，其特征在于，所述步骤2的具体方法为：
4.根据权利要求1所述的一种基于rPPG的人侧脸无接触心率检测方法，其特征在于，所述步骤3的具体方法为：
5.一种基于rPPG的人侧脸无接触心率检测系统，其特征在于，包括：
6.一种基于rPPG的人侧脸无接触心率检测设备，其特征在于，包括：
7.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于所述计算机程序被处理器执行时能够基于步骤1至步骤3所述的基于rPPG的人侧脸无接触心率检测方法，进行基于rPPG的人侧脸无接触心率检测。
【技术特征摘要】
1.一种基于rppg的人侧脸无接触心率检测方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于rppg的人侧脸无接触心率检测方法，其特征在于，所述步骤1采集人的侧脸图像时光照采用自然光，光照条件稳定，能够穿透皮肤表层，以增强对血液流动信号的捕捉能力。
3.根据权利要求1所述的一种基于rppg的人侧脸无接触心率检测方法，其特征在于，所述步骤2的具体方法为：
4.根据权利要求1所述的一种基于rppg...
【专利技术属性】
技术研发人员：王新怀，李潇，徐茵，陈佳煜，陈永波，程先春，张西凯，徐进超，肖乐怡，胡延，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：
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