CN104202475B - 一种基于移动终端测量脉搏的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于移动终端测量脉搏的方法及系统，其方法包括：移动终端响应开启测量脉搏的功能的操作指令，开启摄像头采集图像，提示用户用手指覆盖摄像头；检测用户手指是否覆盖摄像头，并判断摄像头采集的图像是否满足预设阀值，若摄像头采集的图像满足预设阀值则移动终端开启闪光灯照射用户的手指；移动终端获取摄像头采集手指图像的数据，并对图像数据进行数学运算得出被测量用户脉搏频率。采用本发明可根据血液的含氧量颜色的变化对应脉搏周期变化，对所采集的手指图像进行处理和计算，为手机增加了新的功能，方便用户测量脉搏。

Description

一种基于移动终端测量脉搏的方法及系统

技术领域

本发明涉及移动终端领域，尤其涉及的是一种基于移动终端测量脉搏的方法及系统。

背景技术

脉搏即动脉搏动，脉搏频率即脉率。正常人的脉搏和心跳是一致的。正常成人为60到100次/分，常为每分钟70－80次，平均约72次/分。老年人较慢，为55到60次/分。正常人脉率规则，不会出现脉搏间隔时间长短不一的现象。正常人脉搏强弱均等，不会出现强弱交替的现象。

脉搏作为人体生理的重要指标往往需要相关仪器进行测量，而该脉搏测量仪器不可能随身携带，在一些特殊场合不能进行实时测量。

随着移动通信技术的发展和人们生活水平的不断提高，各种移动终端如手机的使用越来越普及，手机已经成为人们生活中不可缺少的通信工具，但是现有技术的手机基本不具有脉搏测量功能，不方便用户随时随地测量脉搏。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于移动终端测量脉搏的方法及系统，其可以实现通过移动终端测量脉搏。

本发明的技术方案如下：

一种基于移动终端测量脉搏的方法，其步骤包括：

A、移动终端响应开启测量脉搏的功能的操作指令，开启摄像头采集图像，提示用户用手指覆盖摄像头；

B、检测用户手指是否覆盖摄像头，并判断所述摄像头采集的图像是否满足预设阀值，若所述摄像头采集的图像满足预设阀值则移动终端开启闪光灯照射用户的手指；

C、移动终端获取摄像头采集手指图像的数据，并对所述图像数据进行数学运算得出被测量用户脉搏频率。

所述的基于移动终端测量脉搏的方法，其中，所述步骤A具体为：

移动终端响应用户操作开启测量脉搏的功能的操作指令，开启摄像头以固定帧率及固定像素获取格式为YUV的图像，提示用户用手指覆盖摄像头。

所述的基于移动终端测量脉搏的方法，其中，所述步骤B具体为：

B1、检测用户手指是否覆盖摄像头，若未检测到用户手指覆盖摄像头则继续显示提示用户用手指覆盖摄像头；

B2、若检测到用户手指已覆盖摄像头，则检测所述摄像头获取的某一帧图像的每个像素是否满足预设阀值；

B3、若检测所述摄像头获取的某一帧图像的每个像素都满足预设阀值，则该图像为黑色并开启闪光灯照射被测量用户的手指。

所述的基于移动终端测量脉搏的方法，其中，所述步骤B还包括：

B4、若检测所述摄像头获取的某一帧图像的每个像素都不满足预设阀值，则显示提示用户用手指覆盖摄像头，摄像头继续获取图像。

所述的基于移动终端测量脉搏的方法，其中，所述步骤C具体为：

C1、移动终端连续获取摄像头采集的手指图像中某一固定像素点的图像数据；

C2、对所述图像数据按照拍摄时间进行排序，根据预设对比方法计算出高点个数，对所述图像数据进行滤波处理；

C3、经滤波处理后的图像数据按照先后顺序取相邻两个图像数据值的算数平均值记为高点，并计算出高点个数；

C4、若高点个数与相同，则计算出每分钟的脉搏频率为12*或12*。

所述的基于移动终端测量脉搏的方法，其中，所述预设阀值为：Y=0、U=128、V=128；

所述预设对比方法为：按图像数据的排列顺序取相邻三个图像数据，若中间图像数据值大于前一个图像数据值并小于后一个图像数据值则记为所述图像数据的一个高点。

基于上述移动终端脉搏测量方法，本发明还提供一种基于移动终端测量脉搏的系统，其包括：

摄像头模块，用于响应开启测量脉搏的功能的操作指令，开启摄像头采集图像，提示用户用手指覆盖摄像头；

判断模块，用于检测用户手指是否覆盖摄像头，并判断所述摄像头采集的图像是否满足预设阀值，若所述摄像头采集的图像满足预设阀值则移动终端开启闪光灯照射用户的手指；

中央处理器模块，用于获取摄像头采集手指图像的数据，并对所述图像数据进行数学运算得出被测量用户脉搏频率。

所述的基于移动终端测量脉搏的系统，其中，所述判断模块包括：

第一判断模块，用于检测用户手指是否覆盖摄像头，若未检测到用户手指覆盖摄像头则继续显示提示用户用手指覆盖摄像头；

第二判断模块，用于若检测到用户手指已覆盖摄像头，则检测所述摄像头获取的某一帧图像的每个像素是否满足预设阀值；

第三判断模块，用于若检测所述摄像头获取的某一帧图像的每个像素都满足预设阀值，则该图像为黑色并开启闪光灯照射被测量用户的手指；

第四判断模块，用于若检测所述摄像头获取的某一帧图像的每个像素都不满足预设阀值，则摄像头继续获取图像。

所述的基于移动终端测量脉搏的系统，其特征在于，所述的中央处理器模块包括：

图像获取单元，用于移动终端连续获取摄像头采集的手指图像中某一固定像素点的图像数据。

第一计算单元，用于对所述图像数据按照拍摄时间进行排序，根据预设对比方法计算出高点个数，对所述图像数据进行滤波处理；

第二计算单元，用于将经滤波处理后的图像数据按照先后顺序取相邻两个图像数据值的算数平均值记为高点，并计算出高点个数；

第三计算单元，用于当高点个数与相同，则计算出每分钟的脉搏频率为12*或12*。

所述的基于移动终端测量脉搏的系统，其中，所述预设阀值为：Y=0、U=128、V=128；

所述预设对比方法为：按图像数据的排列顺序取相邻三个图像数据，若中间图像数据值大于前一个图像数据值并小于后一个图像数据值则记为所述图像数据的一个高点。

本发明提供了一种基于移动终端测量脉搏的方法及系统，由于采用了摄像头采集手指图像，根据血液的颜色含氧量的变化对应脉搏周期变化，对所采集的手指图像进行处理和计算，为手机增加了新的功能具有：脉搏测量功能，实现随时随地测量脉搏，方便用户测量脉搏。

附图说明

图1是本发明中移动终端测量脉搏方法的较佳实施例的流程图。

图2是本发明中移动终端测量脉搏方法的较佳实施例的判断图像是否为黑色的流程图。

图3是本发明中移动终端测量脉搏方法的较佳实施例的计算脉搏频率的流程图。

图4是本发明中移动终端测量脉搏方法的较佳实施例的图像选取像素点示意图。

图5是本发明中移动终端测量脉搏系统的较佳实施例的模块图。

具体实施方式

本发明提供一种基于移动终端测量脉搏的方法及系统，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

图1是本发明中移动终端测量脉搏方法的较佳实施例的流程图，如图1所示，所述基于移动终端测量脉搏的方法，其步骤包括：

S100、移动终端响应开启测量脉搏的功能的操作指令，开启摄像头采集图像，提示用户用手指覆盖摄像头；

即用户开启移动终端具有测量脉搏功能的应用，该应用响应开启的操作指令。该应用启动之后控制摄像头开启，使摄像头采集图像，该图像可以是连续拍摄的图片，也可以是连续拍摄的视频文件。

S200、检测用户手指是否覆盖摄像头，并判断摄像头采集的图像是否满足预设阀值，若摄像头采集的图像满足预设阀值则移动终端开启闪光灯照射用户的手指；

即由于本发明是应用在人体手指实现测量脉搏的，所以在测量前应保证手指覆盖于摄像头之上，其判断方法就是通过检测摄像头所拍摄的图片是否满足预设阀值。如果人体手指已经覆盖于摄像头上，摄像头所拍摄的图片为满足预设阀值，图片为黑色，移动终端将根据判断结果，即黑色开启移动终端闪光灯应用，将闪光灯照射在手指上，此时的手指呈红色。

进一步的，为防止用户在测量脉搏时处于黑暗环境下，无论手指是否覆盖摄像头，摄像头所采集的图像均为黑色，移动终端可以根据摄像头的光传感器感应周围环境亮度确认是否处于黑暗环境下。如果用户处于黑暗环境下，则可以先开启闪光灯，当用户手指覆盖摄像头时，摄像头拍摄的图片应为红色，则采集测量脉搏所需的图像。

S300、移动终端获取摄像头采集手指图像的数据，并对所述图像数据进行数学运算得出被测量用户脉搏频率。

即在闪光灯照射下手指呈红色，摄像头将采集手指的图像，因为每次心跳都会使血液里的氧含量增加，身体消耗之后血液的氧含量又会降低，所以血液的颜色由于氧含量的变化会产生和脉搏周期一致的变化。摄像头所采集的图像颜色同样具有周期性变化，然后运用已设置的计算程序就可以计算出测量用户的脉搏频率。

作为上述实施例的具体实施例，其步骤还包括：

第一步：移动终端响应用户操作开启测量脉搏的功能的操作指令，开启摄像头以固定帧率及固定像素获取格式为YUV的图像；

本发明实施例中，移动终端响应用户操作开启测量脉搏的功能的操作指令，开启摄像头以固定帧率及固定像素获取图像，摄像头获取的图像格式为YUV（其中 “Y”表示明亮度（Luminance或Luma），也就是灰阶值；而“U”和“V” 表示的则是色度（Chrominance或Chroma），作用是描述影像色彩及饱和度，用于指定像素的颜色。）格式的图像。

第二步：检测用户手指是否覆盖摄像头，并判断摄像头采集的图像是否满足预设阀值，若摄像头采集的图像满足预设阀值则移动终端开启闪光灯照射用户的手指；

本发明实施例中，移动终端检测用户手指是否覆盖摄像头，若未检测到用户手指覆盖摄像头则继续显示提示用户用手指覆盖摄像头；若检测到用户手指已覆盖摄像头，移动终端则检测所述摄像头获取的某一帧图像的每个像素是否满足预设阀值，若检测所述摄像头获取的某一帧图像的每个像素都不满足预设阀值，则摄像头继续获取图像；若检测所述摄像头获取的某一帧图像的每个像素都满足预设阀值，则显示提示用户用手指覆盖摄像头，判定该图像为黑色并开启闪光灯照射被测量用户的手指。

其中预设阀值为：Y=0、U=128、V=128。

第三步、移动终端获取摄像头采集手指图像的数据，并对所述图像数据进行数学运算得出被测量用户脉搏频率；

本实施例中，移动终端连续获取摄像头采集的手指图像中某一固定像素点的图像数据；

对所述图像数据按照拍摄时间进行先后排序，并根据图像数据先后顺序从初始图像数据开始比较相邻三个数据，若中间数据值大于前一个数据值并小于后一个数据值则为所述图像数据的一个高点；

计算出所述图像数据的高点个数，并对所述图像数据进行滤波处理；

经过滤波处理后的图像数据按照排序顺序从初始图像数据开始取相邻两图像数据值的算数平均值记为高点，并计算出高点个数；

若高点个数与相同，则计算出每分钟的脉搏频率为12*或12*。

下面通过一个具体实施例对本发明进行说明。

一种基于移动终端测量脉搏的方法，其包括：

S10、移动终端响应用户操作开启测量脉搏的功能的操作指令，开启摄像头以固定帧率及固定像素获取格式为YUV的图像。

S20、检测所述摄像头采集的图像是否为黑色，若所述摄像头采集的图像为黑色则移动终端开启闪光灯照射被测量用户的手指。其具体实施方式如图2所示：

S201、获取一帧图像数据；

即移动终端获取摄像头采集到的图像数据，其中图像格式为YUV格式的图像，摄像头以10帧每秒的帧率采集图像，其图像尺寸为640*480。

S202、设置临时变量i=0；

即将图像根据像素划分为像素点，其所有像素点共有i行。

S203、判断是否i<640，若是则执行步骤S204，若否则执行步骤210；

本发明中将图像分为640行，本步骤判断图像像素点的行数是否小于640。

S204、设置临时变量j=0；

即将图像根据像素划分为像素点，其所有像素点共有j列。

S205、判断j是否小于480，若是则执行步骤S206，所否则执行步骤S207；

S206、判断是否符合Y[i,j]=0,U[i,j]=128,V[i,j]=128的阀值，若是则执行步骤S208，若否则执行步骤S209；

即判断图像的第i行第j列的像素点[i,j]是否为黑色，若该像素点符合Y[i,j]=0,U[i,j]=128,V[i,j]=128，则该像素点为黑色进步步骤S208。

S207、变量i=i+1;

将i+1赋值于i，进行下一行像素点检测。

S208、变量j=j+1；

将j+1赋值于j，进行下一列像素点的检测。

S209、判定该帧图像不是黑色，执行步骤S201；

S210、判定该帧图像是黑色，执行步骤S211；

S211、打开闪光灯。

S30、移动终端获取摄像头采集手指图像的数据，并对所述图像数据进行数学运算得出被测量用户脉搏频率。其具体实施方式如图3所示：

移动终端连续获取摄像头采集的图像中每帧图像中某一个固定像素点5秒的图像，只保留该像素点Y/U/V参数中Y值相关数据，其余均丢弃。由于摄像头以10秒每帧的帧率采集图像，所以5秒的图像数据共有50个。其数据值为10帧/秒*5秒（帧率*时间），将该50个图像数据按拍摄时间先后顺序记为[1]、[2]、[3]、……、 50]，并用表示1]、[2]、[3]、……、[50]的集合。

S301、设置临时变量k=0；

即设置临时变量k为图像每一帧的顺序代号。

S302、判断k是否小于50，如果是则执行S303，否则执行S305；

S303、用[k]保存每帧图像中的Y[100,100]，即[k]=Y[100,100]；

即选取每帧图像中固定像素点，如图4所示，本实施例中选取图像中的第100行第100列的固定像素点作为计算对象。

S304、变量k=k+1，之后执行S302；

重复对每帧图形进行保存。

S305、保存数据，之后进入S306；

S306、将Y0赋值给Yn，之后进入S307；

S307、计算Yn的高点个数 ，之后进入S308；

以拍摄时间为横坐标，以Yn值为纵坐标，计算前50个图像数据中的高点个数Pn，计算方法为：对50个数据按其拍摄时间先后依次将某一数据与该数据的前一个数据、后一个数据进行比较，若满足该数据大于前一个数据且本数据小于后一个数据则认为本数据为一个高点。例如:三个相邻的数据[1]、[2]和[3]，如果[1] <[2], [2]< [3]，则[2]为一个高点。

S308、对Yn作滤波处理得，之后进入S309；

即将之前的图像数据经过滤波处理后形成另一组图像数据。

滤波处理即将之前的图像数据经过滤波处理后形成另一组图像数据，具体参见S309下方的计算方法。

S309、计算的高点个数，之后进入S310；

计算方法为：对50个数据作滤波处理后，保持原来50个数据的排列顺序，将第1个数据与第2个数据求算术平均值记为Yn+1[1]，即 [1]= [1]+ [2]）/2；将第2个数据与第3个数据求算术平均值记为[2]，即[2]=（[2]+ [3]）/2；以此类推，将第49个数据与第50个数据求算术平均值记为[49]，即[49]=（Yn[49]+Yn[50]）/2；另外， [50]=Yn[50]；计算高点个数；

S310、判断Pn+1是否等于，如果是则进入S311，否则进入S312；

S311、计算每分钟脉搏次数12*或12*；

S312、将的值赋给，之后进入S307。

上述实施例所提供的一种基于移动终端测量脉搏的方法，由于采用了摄像头采集手指图像，根据血液的颜色含氧量的变化对应脉搏周期变化，对所采集的手指图像进行处理和计算，为手机增加了新的功能：脉搏测量功能。方便用户测量脉搏。

基于上述提供的一种基于移动终端测量脉搏的方法，本发明还提供一种基于移动终端测量脉搏的系统的具体实施例，如图5所示，其系统包括：

摄像头模块410，用于响应开启测量脉搏的功能的操作指令，开启摄像头采集图像，提示用户用手指覆盖摄像头，具体如上所述。

判断模块420，用于检测用户手指是否覆盖摄像头，并判断摄像头采集的图像是否满足预设阀值，若摄像头采集的图像满足预设阀值则移动终端开启闪光灯照射用户的手指，具体如上所述。

中央处理器模块430，用于获取摄像头采集手指图像的数据，并对图像数据进行数学运算得出被测量用户脉搏频率，具体如上所述。

上述的基于移动终端测量脉搏的系统，其中，判断模块420包括：

第一判断模块，用于检测用户手指是否覆盖摄像头，若未检测到用户手指覆盖摄像头则继续显示提示用户用手指覆盖摄像头，具体如上所述。

第二判断模块，用于若检测到用户手指已覆盖摄像头，则检测所述摄像头获取的某一帧图像的每个像素是否满足预设阀值，具体如上所述。

第三判断模块，用于若检测所述摄像头获取的某一帧图像的每个像素都满足预设阀值，则该图像为黑色并开启闪光灯照射被测量用户的手指，具体如上所述。

第三判断模块，用于若检测所述摄像头获取的某一帧图像的每个像素都不满足预设阀值，则摄像头继续获取图像，具体如上所述。

上述的基于移动终端测量脉搏的系统，其中，中央处理器模块430包括：

图像获取单元，用于移动终端连续获取摄像头采集的手指图像中某一固定像素点的图像数据，具体如上所述。

第一计算单元，用于对图像数据按照拍摄时间进行排序，根据预设对比方法计算出高点个数，对图像数据进行滤波处理，具体如上所述。

第二计算单元，用于将经滤波处理后的图像数据按照先后顺序取相邻两个图像数据值的算数平均值记为高点，并计算出高点个数，具体如上所述。

第三计算单元，用于当高点个数Yn与相同，则计算出每分钟的脉搏频率为12*或12*。

上述的基于移动终端测量脉搏的系统，其中，预设阀值为：Y=0、U=128、V=128，具体如上所述。

其中预设对比方法为：按图像数据的排列顺序取相邻三个图像数据，若中间图像数据值大于前一个图像数据值并小于后一个图像数据值则记为图像数据的一个高点，具体如上所述。

本发明提供了一种基于移动终端测量脉搏的方法及系统，由于采用了摄像头采集手指图像，根据血液的颜色含氧量的变化对应脉搏周期变化，对所采集的手指图像进行处理和计算，为手机增加了新的功能具有：脉搏测量功能，实现脉搏随时随地测量，方便用户测量脉搏。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，但是所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种基于移动终端测量脉搏的方法，其特征在于，其步骤包括：

A、移动终端响应开启测量脉搏的功能的操作指令，开启摄像头采集图像，提示用户用手指覆盖摄像头；

B、检测用户手指是否覆盖摄像头，并判断所述摄像头采集的图像是否满足预设阀值，若所述摄像头采集的图像满足预设阀值则移动终端开启闪光灯照射用户的手指；

C、移动终端获取摄像头采集手指图像的数据，并对所述图像数据进行数学运算得出被测量用户脉搏频率；

所述步骤C具体为：

C1、移动终端连续获取摄像头采集的手指图像中某一固定像素点的图像数据；

C2、对所述图像数据按照拍摄时间进行排序，根据预设对比方法计算出高点个数，对所述图像数据进行滤波处理；根据图像数据先后顺序从初始图像数据开始比较相邻三个数据，若中间数据值大于前一个数据值并小于后一个数据值则为所述图像数据的一个高点；

C3、经滤波处理后的图像数据按照先后顺序取相邻两个图像数据值的算数平均值记为高点，并计算出高点个数；

C4、若高点个数与相同，则计算出每分钟的脉搏频率为12*或12*。

2.根据权利要求1所述的基于移动终端测量脉搏的方法，其特征在于，所述步骤A具体为：

移动终端响应用户操作开启测量脉搏的功能的操作指令，开启摄像头以固定帧率及固定像素获取格式为YUV的图像，提示用户用手指覆盖摄像头。

3.根据权利要求1所述的基于移动终端测量脉搏的方法，其特征在于，所述步骤B具体为：

B1、检测用户手指是否覆盖摄像头，若未检测到用户手指覆盖摄像头则继续显示提示用户用手指覆盖摄像头；

B2、若检测到用户手指已覆盖摄像头，则检测所述摄像头获取的某一帧图像的每个像素是否满足预设阀值；

B3、若检测所述摄像头获取的某一帧图像的每个像素都满足预设阀值，则该图像为黑色并开启闪光灯照射被测量用户的手指。

4.根据权利要求1所述的基于移动终端测量脉搏的方法，其特征在于，所述步骤B还包括：

B4、若检测所述摄像头获取的某一帧图像的每个像素都不满足预设阀值，则显示提示用户用手指覆盖摄像头，摄像头继续获取图像。

5.根据权利要求1至4任一项所述的基于移动终端测量脉搏的方法，其特征在于，所述预设阀值为：Y=0、U=128、V=128；摄像头获取的图像格式为YUV格式的图像，其中，Y表示明亮度，即灰阶值，U和V表示的则是色度，作用是描述影像色彩及饱和度，用于指定像素的颜色；

所述预设对比方法为：按图像数据的排列顺序取相邻三个图像数据，若中间图像数据值大于前一个图像数据值并小于后一个图像数据值则记为所述图像数据的一个高点。

6.一种基于移动终端测量脉搏的系统，其特征在于，其包括：

摄像头模块，用于响应开启测量脉搏的功能的操作指令，开启摄像头采集图像，提示用户用手指覆盖摄像头；

判断模块，用于检测用户手指是否覆盖摄像头，并判断所述摄像头采集的图像是否满足预设阀值，若所述摄像头采集的图像满足预设阀值则移动终端开启闪光灯照射用户的手指；

中央处理器模块，用于获取摄像头采集手指图像的数据，并对所述图像数据进行数学运算得出被测量用户脉搏频率；

所述的中央处理器模块包括：

图像获取单元，用于移动终端连续获取摄像头采集的手指图像中某一固定像素点的图像数据；

第一计算单元，用于对所述图像数据按照拍摄时间进行排序，根据预设对比方法计算出高点个数，对所述图像数据进行滤波处理；根据图像数据先后顺序从初始图像数据开始比较相邻三个数据，若中间数据值大于前一个数据值并小于后一个数据值则为所述图像数据的一个高点；

第二计算单元，用于将经滤波处理后的图像数据按照先后顺序取相邻两个图像数据值的算数平均值记为高点，并计算出高点个数；

第三计算单元，用于当高点个数与相同，则计算出每分钟的脉搏频率为12*或12*。

7.根据权利要求6所述的基于移动终端测量脉搏的系统，其特征在于，所述的判断模块包括：

第一判断模块，用于检测用户手指是否覆盖摄像头，若未检测到用户手指覆盖摄像头则继续显示提示用户用手指覆盖摄像头；

第二判断模块，用于若检测到用户手指已覆盖摄像头，则检测所述摄像头获取的某一帧图像的每个像素是否满足预设阀值；

第三判断模块，用于若检测所述摄像头获取的某一帧图像的每个像素都满足预设阀值，则该图像为黑色并开启闪光灯照射被测量用户的手指；

第四判断模块，用于若检测所述摄像头获取的某一帧图像的每个像素都不满足预设阀值，则摄像头继续获取图像。

8.根据权利要求6至7任一项所述的基于移动终端测量脉搏的系统，其特征在于，所述预设阀值为：Y=0、U=128、V=128；摄像头获取的图像格式为YUV格式的图像，其中，Y表示明亮度，即灰阶值，U和V表示的则是色度，作用是描述影像色彩及饱和度，用于指定像素的颜色；

所述预设对比方法为：按图像数据的排列顺序取相邻三个图像数据，若中间图像数据值大于前一个图像数据值并小于后一个图像数据值则记为所述图像数据的一个高点。