光的偏振特性对rPPG信号的影响研究

摘要：

远程光电容积脉搏波描记法(remote Photoplethysmography,rPPG)通过分析目标区域的光线周期性变化来实现人体心率的测量,测量过程中会引入大量噪声.在这些噪声中,皮肤表面漫反射光是一种公认的常见噪声.根据光与生物组织相互作用的原理可知,没有接触到皮下动脉血管的后向散射光也属于噪声,本文中称其为浅层噪声.根据作者的文献调研,在rPPG研究领域还没有对这种噪声及其消除方法进行研究的论文.为探究如何更好的使用偏振成像方法消除这两种噪声,本文对人体面部成像光束的偏振特性进行系统性分析,得出以下结论:(1)使用纯S光或纯P光作为入射光,后向散射光与入射光的偏振方向有差异,使用检偏器与起偏器通光轴正交的方法无法完全消除噪声,而应该让检偏器通光轴与成像光束的主要偏振方向正交;(2)面部成像光束的偏振度分布不均匀,额头的偏振度最高,作为rPPG测量时的ROI更为合适.本文的研究结果可帮助使用偏振成像的rPPG系统得到质量更好的信号,提高信号质量和心率测量的准确性.

关键词：远程光电容积脉搏波描记法、表面漫反射光、浅层噪声、偏振特性

所属期刊栏目：32

分类号：R318.04(医用一般科学)

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;国家自然科学基金;天津市应用基础;前沿技术研究计划;天津市重点研发计划科技支撑重点项目;天津市自然科学基金面上项目;国家科技重大专项

在线出版日期：2021-03-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：101-110