基于樹莓派攝像頭的心率測量方法研究

羅凱 候曉旭

摘要：心率是一項(xiàng)重要的生命體征，可以有效直接的評估人們的健康狀態(tài)。本文提出了一種基于樹莓派攝像頭的心率測量方法，并搭建了一個樹莓派心率測量平臺。基于成像式光電容積描計(jì)術(shù)（iPPG）原理[1]，使用獨(dú)立成分分析（ICA）方法從人臉視頻原始信號當(dāng)中分離出脈搏波相關(guān)分量；用傅里葉變換進(jìn)行頻域分析得到心率值。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明該方法測量準(zhǔn)確度高，誤差在每分種4跳以內(nèi)。由于樹莓派廉價、便攜、操作方便，并且基于光電容積描計(jì)術(shù)的測量方式具有無創(chuàng)、非接觸的特點(diǎn)，因此該設(shè)備在日常生理信號監(jiān)測領(lǐng)域有著具大的應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：樹莓派；心率；成像式光電容積描計(jì)術(shù)

中圖分類號：TP391.41；R540.4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2018）05-0107-02

1 引言

近年來，隨著社會現(xiàn)代化步伐的加快，生活質(zhì)量的明顯提高，人們越來越重視自身的健康狀況，日常生理參數(shù)測量變得愈發(fā)重要。多數(shù)人都會攜帶具有計(jì)步功能的智能手環(huán)、智能手機(jī)，來記錄一天的運(yùn)動步數(shù)，這種設(shè)備因?yàn)楸銛y、自然成為大多數(shù)人的首選。但是，此類設(shè)備只能單一記錄運(yùn)動步數(shù)，對于真正反映人體健康狀況的生理參數(shù)，如心率、血氧飽和度、體溫、血液灌注量等并不能檢測。這些生理參數(shù)不僅能夠反映健康狀況，還能反映情緒[2]、壓力[3]、疲勞[4]等，這些領(lǐng)域都屬于現(xiàn)代人個人健康的范疇。心率是人的一項(xiàng)重要的生命體征，因此研究人員與醫(yī)生對心率測量的研究很早就已經(jīng)開始。心電圖法（Electrocardiogram，ECG）是測量心電的金標(biāo)準(zhǔn)，并且還能夠測出更多的參數(shù)，但是需要在測量者身上貼電極貼，這就限制了在運(yùn)動狀態(tài)的下的心率測量，所以并不適合日常使用。……