适用于昼夜环境的呼吸率视频检测

摘要：

目的 呼吸率是呼吸疾病检测的敏感指标,基于视频的呼吸率检测方法因成本低、使用限制少等特点成为近年医疗健康领域的研究热点.针对现有方法在噪声抑制及夜间信号获取方面存在的问题,提出一种适用于昼夜环境且抗噪性能高的呼吸率视频检测方法.方法 该方法只需使用夜视功能的摄像头即可实现昼夜呼吸率检测.首先,采用人脸检测确定人脸区域,并结合人体几何关系规范呼吸区域;然后,结合空间尺度及相位差异,采用基于相位的视频处理方法对呼吸区域进行时空相位处理,在突出呼吸区域的同时有效抑制了噪声干扰.采用最大似然法进行呼吸初估计,并结合初估计频率对原信号平滑滤波以优化波形;最后应用峰值检测完成呼吸率的二次估计.结果 通过室内有无光源两种环境的实验可知,稳定光源下呼吸率平均误差为0.54次/min,无光源下平均误差为0.62次/min.本文方法与真实呼吸率有良好一致性,与传统呼吸率检测方法相比,鲁棒性更好.结论 提出一种适用于昼夜环境的呼吸率视频检测方法.采用红外摄像机实现夜间视频采集,并通过胸部定位、基于相位的视频放大技术进行时空相位处理,在拓展空间分辨率的同时有效抑制噪声放大,提高呼吸检测的精度与鲁棒性.

关键词：呼吸信号提取、胸部定位、视频运动放大、最大似然估计、呼吸率估计

所属期刊栏目：23

分类号：TP391(计算技术、计算机技术)

资助基金：合肥工业大学应用科技成果培育计划JZ2016YYPY0051

在线出版日期：2018-02-06（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：144-154