一种抗干扰的心率检测方法
【专利摘要】本发明实施例公开了一种抗干扰的心率检测方法，通过以下步骤实现：获取心率检测的视频并提取出帧图像，对所述帧图像进行灰度处理得到图像信号G，并将图像信号G进行一阶差分处理，将差分处理后的离散信号通过巴特沃斯数字低通滤波器进行多阶滤波得到处理信号S，对所述信号S进行AR模型功率谱分析，得出能量最高的信号即为心率信号，并由功率谱得出其频率，进而得到心率值。采用本发明，通过普通摄像头获取图像信号进行心率测量，对算法进行优化改进，对图像中出像各种因素的干扰，能根据有限的数据在频域内提取被淹没在噪声中的有用信号，并通过AR模型功率谱提取特征值，在短时间内有效、准确地测量测试者的心率值。
【专利说明】一种抗干扰的心率检测方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种心率检测方法，尤其涉及一种抗干扰的心率检测方法。
【背景技术】
[0002]心跳速率是人体健康的一个重要参数，不论是运动时或休息时的心跳速率都蕴藏着人体的健康的参数，目前市场上已有多种心率检测装备，并提供了相应的检测方法，这些心率检测装备包含了一系列组件来感应脉搏，如峰值检波器等，其由于缺乏精密的信号处理，其心率计算过程受到各种干扰信号的电话号。
[0003]又如中国专利号为201110451364.8所公开的一种抗干扰捕获的心率测量方法，其是利用普通摄像头获取检测空间的特征矢量T和向二值图像转换的阈值ε ;获得心率检测的视频；从视频中提取出各帧图像F1, F2,...，Fx;得到Fx在检测空间下的灰度图Gx;由Gx得到与G1差值的灰度图Ry ;提取各血管图像的变化区域My ;提取出图像中变化区域的值Ky ;从变化Ky中提取变化的特征值获取的周期I；;获得心率值HR。在些过程中存着固有的缺点，其在获取视频信号时，难免会由于抖动，光线变化较大等关系，容易参杂其它信号，而这些噪声信号却会严重影响心率信号，使测量结果大打折扣。即使使用红外线摄像头获取图像可以提高准确度，但是红外线摄像头价格远远高于普通摄像头，只能在实验室进行研究之用，很难在普通家庭得到大范围的应用。若采用心电位法测量心率，由于其使用方法和所需仪器都非常复杂，且设备较为昂贵，不适用于一般普通使用者。
【发明内容】
[0004]本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种抗干扰的心率检测方法。可通过普通摄像头抗干扰、高准确度地测量心率的值。
[0005]为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种抗干扰的心率检测方法，包括以下步骤:
[0006]步骤1:获取心率检测的视频，并提取其中的帧图像F1, F2, F3,……，Fx,其中X e [I, η], η为该段视频中图像的帧数，Fx为第χ帧图像RGB值；
[0007]步骤2:对所述帧图像进行灰度值处理，对经过256级灰度值处理的图像信号记为G，相邻两帧图像之间的时间间隔为Tf=l/f=Tv/(n-l)，其中Tv为所拍摄视频的时间长度；
[0008]步骤3:对经过256级灰度值处理的图像信号G进行一阶差分处理，Q= Δ GX=GX-GX_1； Q是信号G差分后的结果；
[0009]步骤4:对所述离散信号Q通过巴特沃斯数字低通滤波器进行多阶滤波，
[0010]使用以下振幅Η(ω)平方对频率的公式表示:
【权利要求】
1.一种抗干扰的心率检测方法，其特征在于，包括以下步骤: 步骤1:获取心率检测的视频，并提取其中的帧图像F1, F2, F3,……，FX，其中Xe [I, η],η为该段视频中图像的帧数，Fx为第X帧图像RGB值； 步骤2:对所述帧图像进行灰度值处理，对经过256级灰度值处理的图像信号记为G，相邻两帧图像之间的时间间隔为Tf=l/f=Tv/(n-l)，其中Tv为所拍摄视频的时间长度； 步骤3:对经过256级灰度值处理的图像信号G进行一阶差分处理，Q= Δ Gx=Gx-Gx+ Q是信号G差分后的结果； 步骤4:对所述离散信号Q通过巴特沃斯数字低通滤波器进行多阶滤波，使用以下振幅Η(ω)平方对频率的公式表示:
2.根据权利要求1所述的抗干扰的心率检测方法，其特征在于，所述巴特沃斯数字低通滤波器选取的截止频率ω。为2Hz。
3.根据权利要求1所述的抗干扰的心率检测方法，其特征在于，所述巴特沃斯数字低通滤波器的阶数设置为z=6。
4.根据权利要求1~3任一项所述的抗干扰的心率检测方法，其特征在于，所述AR模型功率谱分析通过以下步骤完成: 步骤1:通过Burg算法估计反射系数km，通过将FPE功率与BPE功率的算术平均作为平均预测误差功率ε，
5.根据权利要求1所述的抗干扰的心率检测方法，其特征在于，所述获取心率检测的视频的采样频率为f=30Hz。
【文档编号】A61B5/024GK103654758SQ201310718266
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年12月23日 优先权日:2013年12月23日
【发明者】洪英汉, 傅胤荣, 林浩岳, 谢森林, 马俊杰, 林晓峰, 吴伟群 申请人:韩山师范学院