(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211134886.X (22)申请日 2022.09.19 (71)申请人 合肥工业大 学 地址 230002 安徽省合肥市屯溪路193号 (72)发明人 杨学志　龚政　刘雪南　韩雪松　 陈亚伟　 (74)专利代理 机构 安徽知问律师事务所 34134 专利代理师 郑建平 (51)Int.Cl. A61B 5/024(2006.01) G06K 9/00(2022.01) G06V 10/25(2022.01) G06V 20/40(2022.01) G06V 40/16(2022.01) (54)发明名称 一种基于BVP信号的心率检测方法、 装置、 电 子设备及存 储介质 (57)摘要 本发明公开了一种基于BVP信号的心 率检测 方法、 装置、 电子设备及存储介质， 属于视频图像 处理技术领域。 该方法将包含目标物第一特征区 域的视频流的色彩空间进行转换， 分离每帧图像 的亮度信息和色度信息； 分解视频流的色彩空 间， 得到多个层次的子带集合； 根据带通滤波对 子带的序列进行理想带通滤波处理， 获得每帧图 像所有像素点的B VP信号； 根据B VP信号峰值获取 功率谱密度函数主波所对应的频率， 计算目标物 的心率总检测结果。 通过对现有的BVP信号的脉 搏波检测改进， 将每帧图像进行连续地高斯平滑 和降采样， 进行去趋势化操作， 得到的子带集合 更加真实； 再利用最高功率谱尖峰的信号选择操 作， 可以提高心率测量的准确性。 权利要求书2页 说明书12页 附图3页 CN 115429246 A 2022.12.06 CN 115429246 A 1.一种基于BVP信号的心率检测方法， 其特 征在于， 所述方法包括： 获取包含目标物第一特 征区域的视频流， 识别出 所述目标物的第一特 征区域位置； 将包含目标物第一特征区域的视频流的色彩空间进行转换， 分离每帧图像的亮度信 息 和色度信息； 分解视频流的色彩空间， 得到多个层次的子带集 合； 根据带通滤波对子带的序列进行理想带通滤波处理， 获得每帧图像所有像素点的BVP 信号； 根据BVP信号峰值获取功率谱密度函数主波所对应的频率， 计算目标物 的心率总检测 结果。 2.根据权利要求1所述的一种基于BVP信号的心率检测方法， 其特征在于， 计算目标物 的心率总检测结果前还 包括谱峰追踪重组步骤， 所述谱峰追踪重组步骤 包括： 对第一特 征区域进行滚动补偿， 所述第一特 征区域包括人脸ROI区域； 对采集到的视频流， 分段开窗处理形成多个视频片段， 判断所述视频片段的视频帧是 否发生抖动； 当一个视频片段发生抖动时， 则对抖动视频片段选取预先配置的参考频率进行重组恢 复， 获取分辨 率更高的功率谱密度函数。 3.根据权利要求2所述的一种基于BVP信号的心率检测方法， 其特征在于， 判断第一特 征区域的视频帧是否发生抖动步骤 包括： 根据所述视频片段对应信号的运动频率置信度进行评估， 所述评估步骤 包括： 根据信噪比定义所述视频片段 频谱稳定性评价指标S S和阈值TH； 当频谱稳定性指标小于阈值， 表示该段视频流受运动干扰过大， 无法估计真实谱峰， 判 定为受干扰信号片段， 采用预 先配置的参 考频率， 对受干扰信号片段进行插值重组。 4.根据权利要求3所述的一种基于BVP信号的心率检测方法， 其特征在于， 所述评估步 骤还包括： 当频谱稳定性指标 大于阈值， 判断为高质量信号片段； 判断该信号片段的最高谱峰是不是由运动信号主导； 若是则采用预先配置的参考频率； 若否， 则根据分离信号片段中的运动信号， 计算目标 物的心率检测结果。 5.根据权利要求1 ‑4任意一项所述的一种基于BVP信号的心率检测方法， 其特征在于， 计算目标物的心率检测结果 步骤包括： 对第i帧的所有像素点的BVP值进行求和， 得到一维BVP信号； 对所述一维BVP信号快速傅里叶变换， 分别得到其功率谱PBvp； 根据峰值检测算法获取功率谱密度函数主波所对应的频率， 计算单个信号片段心率值 HR(i)； 根据单个信号片段心率 值HR(i)， 计算目标物的心率总体 检测结果HR。 6.根据权利要求5所述的一种基于BVP信号的心率检测方法， 其特征在于， 所述单个信 号片段心率 值的计算公式如下： T＝max{PBvp(t)}权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115429246 A 2其中， T表示功率谱的最大值； fps表示视频的帧率； S表示图像帧序列的总帧数， 共S帧； 所述目标物的心率总体 检测结果HR的计算公式如下： 其中， N表示分段后的视频片段 数； HR(i)表示第i单个信号片段心率。 7.根据权利要求1 ‑4任意一项所述的一种基于BVP信号的心率检测方法， 其特征在于， 还包括抑制视频流中目标物运动干扰步骤， 所述抑制视频流中目标物运动干扰步骤 包括： 利用角点检测所述视频流中不同帧图像的脸部特征第 二特征区域， 获得所述第 二特征 区域的特 征点； 提取所述第 二特征区域特征点的运动信 息， 根据所述运动信 息对当前图像进行反向补 偿； 抑制当前图像中目标物运动干扰， 提取包括第一特 征区域的感兴趣区域。 8.一种基于BVP信号的心率检测装置， 其特 征在于， 所述装置包括： 数据获取单元， 其用于获取包含目标物第一特征区域的视频流， 识别出所述目标物的 第一特征区域位置； 色彩转换单元， 其用于将包含目标物第一特征区域的视频流的色彩空间进行转换， 分 离每帧图像的亮度信息和色度信息； 空间分解单 元， 其用于分解视频流的色彩空间， 得到多个层次的子带集 合； 滤波处理单元， 其用于根据带通滤波对子带的序列进行理想带通滤波处理， 获得每帧 图像所有像素点的BVP信号； 心率计算单元， 其用于检测BVP信号峰值获取功率谱密度函数主波所对应的频率， 计算 目标物的心率检测结果。 9.一种电子设备， 其特征在于， 包括处理器、 输入设备、 输出设备和存储器， 所述处理 器、 输入设备、 输出设备和存储器依次连接， 所述存储器用于存储计算机程序， 所述计算机 程序包括程序指 令， 所述处理器被配置用于调用所述程序指 令， 执行如权利要求 1‑7任一项 所述的方法。 10.一种可读存储介质， 其特征在于， 所述存储介质存储有计算机程序， 所述计算机程 序包括程序指令， 所述程序指令当被处理器执行时使所述处理器执行如权利要求1 ‑7任一 项所述的方法。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115429246 A 3