一种智能视频生命体征监测系统及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN105996993A(43)申请公布日2016.10.12(21)申请号201610285344.0(22)申请日2016.04.29(71)申请人南京理工大学地址210094江苏省南京市孝陵卫200号(72)发明人伏长虹左悦洪弘豆彩霞周志强(74)专利代理机构南京理工大学专利中心32203代理人薛云燕(51)Int.Cl.A61B5/00(2006.01)A61B5/024(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图2页(54)发明名称一种智能视频生命体征监测系统及方法(57)摘要本发明公开了一种智能视频生命体征监测系统及方法，包括心率分析与提取模块、云端数据库和智能应用模块，心率分析与提取模块和智能应用模块分别设置有无线通讯模块，其中：心率分析与提取模块拍摄人脸视频图像，进行人脸检测确定人脸区域，对人脸区域进行处理确定皮肤区域，然后提取感兴趣区域，计算RGB三个通道的灰度均值，运用独立成分分析对信号进行盲源分离，通过心搏间期均值法得到心率；无线通讯模块将心率分析与提取模块得到的实时心率上传至云端数据库，并连接智能应用模块中的无线智能通讯设备；智能应用模块用来实时监测并存储心率信息，并对身体健康状况进行预警。本发明有效可靠，可对生命体征信号进行实时监测，监测精度高、实时性强、应用广泛。CN105996993ACN105996993A权利要求书1/2页1.一种智能视频生命体征监测系统，其特征在于，包括心率分析与提取模块、云端数据库和智能应用模块，心率分析与提取模块和智能应用模块分别设置有无线通讯模块，其中：心率分析与提取模块，用摄像头拍摄获取用于心率检测的人脸视频图像，对图像进行人脸检测确定人脸区域，运用肤色识别算法，对人脸区域进行进一步处理以确定皮肤区域，然后提取感兴趣区域，计算RGB三个通道的灰度均值，运用独立成分分析对信号进行盲源分离，通过心搏间期均值法得到心率；无线通讯模块为无线WIFI或无线GPRS，将心率分析与提取模块得到的实时心率上传至云端数据库，并连接智能应用模块中的无线智能通讯设备；智能应用模块，包括带有App应用程序的无线智能通讯设备，用来实时监测并存储心率信息，并对身体健康状况进行预警。2.一种智能视频生命体征监测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，心率分析与提取，用摄像头拍摄获取用于心率检测的人脸视频图像，对图像进行人脸检测确定人脸区域，运用肤色识别算法，对人脸区域进行进一步处理以确定皮肤区域，然后提取感兴趣区域，计算RGB三个通道的灰度均值，运用独立成分分析对信号进行盲源分离，通过心搏间期均值法得到心率；步骤2，无线通讯模块为无线WIFI或无线GPRS，将步骤1得到的实时心率上传至云端数据库，并连接智能应用模块中的无线智能通讯设备；步骤3，智能应用模块中带有App应用程序的无线智能通讯设备，实时监测并存储心率信息，并对身体健康状况进行预警。3.根据权利要求2所述的智能视频生命体征监测方法，其特征在于，步骤1所述心率分析与提取，具体过程如下：(1.1)在日光或日光灯作为光源的情况下，使用摄像头拍摄运动的人，获取用于心率检测的人脸视频图像；(1.2)分别在拍摄的人脸视频的每一帧图像中选取感兴趣区域ROI作为后续的心率信号的提取区域；(1.3)对已经设定感兴趣区域ROI的视频图像帧数进行计数，当处理的视频图像帧数达到规定长度时，进入步骤(1.4)，否则继续步骤(1.1)；(1.4)在RGB颜色空间内将视频图像中每一帧的RGB通道分开，形成三幅单通道图像，分别计算三通道图像的感兴趣区域ROI内像素的空间平均值，形成对应每一帧的红、绿、蓝三个信号值，形成对应人脸视频图像的三个原始信号序列；(1.5)将原始信号序列归一化得到时间序列，经过延时矩阵构造生成一个3×N的二维信号，利用独立成分分析对信号进行盲源分离，得到三个独立分量，N为每个独立分量的长度，通过带通滤波器去除噪声后，计算该三个分量各自的功率谱，分别选取每个功率谱图中具有最大幅度值的峰值，然后比较三个峰值的幅度值，将其中幅度值最大的峰值所属的独立分量记为目标分量用来做后续的心率提取；(1.6)提取目标分量中的时段t内存在的有效峰值点数，任意相邻两个波峰之间的时间差为IBIi，i为时间差的标号且i为正整数，对时间t内所有IBIi求均值，得到IBI，根据下面公式得到心率HR：HR＝60/IBI。2CN105996993A权利要求书2/2页4.根据权利要求2所述的智能视频生命体征监测方法，其特征在于，步骤2所述无线通讯模块为无线WIFI或无线GPRS，将步骤1得到的实时心率上传至云端数据库，并连接智能应用模块中的无线智能通讯设备，具体为：(2.1)无线通讯模块为无线WIFI通讯