[发明专利]一种容积脉搏波提取方法及系统

权利要求书

1.一种容积脉搏波提取方法，其特征在于，包括：

获取摄像头与人体保持预设距离时采集的人体皮肤视频；

利用图像分割方法将所述人体皮肤视频中的每个时刻的图像中的人体皮肤区域和背景区域区分开；

对每幅所述人体皮肤区域的绿色区域图像像素值求平均值，得到皮肤区域像素序列；

对每幅所述背景区域的蓝色区域图像像素值求平均值，得到背景区域像素序列；

以所述皮肤区域像素序列作为自适应滤波器的期望信号、以所述背景区域像素序列作为自适应滤波器的输入信号，计算每个时刻的输出信号和与所述输出信号对应的误差信号；

利用最小均方根法求取使所述误差信号的均方根最小时的自适应滤波器的系数向量，从而调整所述自适应滤波器的系数向量，得到滤波后的皮肤区域像素序列；

利用容积脉搏波提取技术对所述滤波后的皮肤区域像素序列提取容积脉搏波。

2.根据权利要求1所述的一种容积脉搏波提取方法，其特征在于，所述以所述皮肤区域像素序列作为自适应滤波器的期望信号、以所述背景区域像素序列作为自适应滤波器的输入信号，计算每个时刻的输出信号和与所述输出信号对应的误差信号，具体包括：

计算每个时刻的输出信号的公式为：

x′(n)＝x^T(n)W(n)

计算误差信号的公式为：

e(n)＝d(n)-x′(n)＝d(n)-x^T(n)W(n)

其中，x′(n)为n时刻的输出信号，W(n)为自适应滤波的系数向量，W(n)＝[w₁(n),w₂(n),…,w_H(n)]^T，x(n)为n时刻的输入信号，x(n)＝[u(n-1),u(n-2),…,u(n-H)]^T，H为自适应滤波器系数数量；d(n)为期望信号，e(n)为n时刻的误差信号。

3.根据权利要求2所述的一种容积脉搏波提取方法，其特征在于，所述利用最小均方根法求取使所述误差信号的均方根最小时的自适应滤波器的系数向量，从而调整所述自适应滤波器的系数向量，得到滤波后的皮肤区域像素序列，具体包括：

建立误差信号的均方根方程：

J(n)＝E[e(n)²]＝E[(d(n)-x^T(n)W(n))²]

J(n)为误差信号的均方根；

为使均方根方程得到最小值，W(n)需按照以下公式进行更新：

W(n+1)＝W(n)+1/2*μe(n)x(n)

μ为步长因子，0＜μ＜1/λ_max，其中λ_max为输入信号自相关矩阵的最大特征值；

将误差信号的均方根最小时的自适应滤波器的系数向量所对应的输出信号作为滤波后的皮肤区域像素序列。

4.根据权利要求1所述的一种容积脉搏波提取方法，其特征在于，在所述利用容积脉搏波提取技术对所述滤波后的皮肤区域像素序列提取容积脉搏波之后，还包括：

对所述滤波后的皮肤区域像素序列进行傅里叶变换，得到变换后的信号；

求取所述变换后的信号在0～0.5Hz范围内的峰值，得到呼吸频率；

求取所述变换后的信号在0.7～1.5Hz范围内的峰值，得到心率。