JP2023503174A - 心拍数の推定方法、装置及びそれを応用する電子機器 - Google Patents
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Abstract
Description
Claims (22)
- 顔撮影ビデオを取得するステップと、
前記顔撮影ビデオに対して顔検出を行い、心拍数を推定するために設定された顔局所領域を抽出するステップと、
前記顔局所領域内の画素点の値に対して第1処理を行い、初期心拍数信号を取得するステップと、
前記初期心拍数信号に対して時間領域-周波数領域変換を行い、周波数領域信号を取得するステップと、
心拍数の推定範囲内で、前記周波数領域信号に対して第2処理を行い、心拍数の推定値を取得するステップと、
を含む心拍数の推定方法。 - 赤外線カメラを用いて前記顔撮影ビデオを取得する、請求項1に記載の心拍数の推定方法。
- 前記顔局所領域は両眼以下の領域を含む、請求項1に記載の心拍数の推定方法。
- 顔キーポイント位置決めと前記顔検出を組み合わせることで、心拍数を推定するために設定された前記顔局所領域を抽出するステップをさらに含む、請求項1に記載の心拍数の推定方法。
- 前記顔局所領域内の画素点の値に対して第1処理を行い、初期心拍数信号を取得する前記ステップは、前記顔局所領域内の画素点の値に対して重みに従って重み付け平均を行い、重み付け平均の値を現フレームの輝度信号とし、前記現フレームの輝度信号と履歴の前Nフレームの輝度信号が前記初期心拍数信号を構成するステップと、を含む、請求項1に記載の心拍数の推定方法。
- 前記初期心拍数信号に対して時間領域-周波数領域変換を行い、周波数領域信号を取得する前記ステップは、高速フーリエ変換により前記初期心拍数信号を時間領域から周波数領域に変換し、前記周波数領域信号を取得するステップを含む、請求項1に記載の心拍数の推定方法。
- 前記画素点の前記顔局所領域内の位置に基づいて前記重みを設定し、前記画素点が顔局所領域内の辺縁位置に近ければ近いほど、前記画素点に対応する前記重みは小さくなる、請求項5に記載の心拍数の推定方法。
- 初期心拍数信号に対して時間領域-周波数領域変換を行う前に、前記心拍数の推定方法は、さらに、前記初期心拍数信号に対して時間領域においてS-G(Savitzky-Golay)フィルタリング、トレンド除去(Detrend)フィルタリング、移動平均フィルタリング、正規化(Normalize)処理、バンドパス(Bandpass)フィルタリングのうち少なくとも一つを含む第1ノイズ除去処理を行うステップを含む、請求項1に記載の心拍数の推定方法。
- 心拍数の推定範囲内で、周波数領域信号に対して第2処理を行い、心拍数の推定値を取得する前記ステップは、
心拍数の推定範囲内で、前記周波数領域信号に対してピーク検出を行い、ピーク値を取得するステップと、
前記ピーク値をソートし、ソート結果を取得するステップと、
前記ソート結果に基づき、信頼度を取得するステップと、
前記信頼度に基づいて前記心拍数の推定値を取得するステップと、
を含む、請求項1に記載の心拍数の推定方法。 - 心拍数の推定範囲内で、周波数領域信号に対して第2処理を行い、心拍数の推定値を取得する前記ステップは、
心拍数の推定範囲内で、周波数領域信号に対してピーク値検出を行い、最高ピーク値を取得するステップと、
前記最高ピーク値の周波数を主周波数として、主周波数に対応する1次高調波及び2次高調波のエネルギーを計算し、エネルギー計算値を取得するステップと、
前記エネルギー計算値を前記主周波数以外の残りの周波数のエネルギーで除算し、信頼度を取得するステップと、
前記信頼度に基づいて前記心拍数の推定値を取得するステップと、
を含む、請求項1に記載の心拍数の推定方法。 - 前記心拍数の推定範囲は予め設定される、請求項1に記載の心拍数の推定方法。
- 前記心拍数の推定方法は、さらに、
検出時間が第2閾値を超過しているか否かを判断するステップと、
前記検出時間が前記第2閾値を超過している場合、周波数領域信号に対して第3処理を行って心拍数の推定範囲を取得するステップと、を含む、請求項10に記載の心拍数の推定方法。 - 周波数領域信号に対して第3処理を行って心拍数の推定範囲を取得する前記ステップは、スライディングウィンドウによって、連続したXフレーム又はX秒間の周波数領域信号を絶えず選択して心拍数の値を取得し且つバッファリングし、次にディープラーニングの方法により心拍数の推定範囲を取得し、Mフレーム又はM秒内に該操作を繰り返し、且つ取得した全ての心拍数の推定範囲を平均することによって最終的な心拍数の推定範囲を取得するステップを含む、請求項12に記載の心拍数の推定方法。
- トラバースする方式を用いてピーク値の高い順にピーク値をソートし、最高ピーク値と第2ピーク値をソート結果として選択し、最高ピーク値と第2ピーク値の比を信頼度とする、請求項9に記載の心拍数の推定方法。
- 前記信頼度に基づいて前記心拍数の推定値を取得する前記ステップは、
前記信頼度を第1閾値と比較して、比較結果を取得するステップと、
前記信頼度が前記第1閾値より小さい場合、前記比較結果は前記周波数領域信号がノイズにかなり妨害されていることを示しており、現在の結果を放棄して次のフレームの検出を行うステップと、
前記信頼度が前記第1閾値以上である場合、前記比較結果は前記周波数領域信号がノイズに妨害されていないか又はノイズ妨害が少ないことを示しており、前記最高ピーク値に対応する周波数を前記心拍数の推定値として取得するステップと、
を含む、請求項12に記載の心拍数の推定方法。 - 前記周波数領域信号に対して第2処理を行う前に、前記心拍数の推定方法は、さらに、前記周波数領域信号に対して離散フーリエ変換(DFT)、バンドパス(Bandpass)フィルタリングのうち少なくとも一つ以上を含む第2ノイズ除去処理を行うステップを含む、請求項1に記載の心拍数の推定方法。
- 顔撮影ビデオを取得するように設定される撮影ユニットと、
前記顔撮影ビデオに対して顔検出を行い、心拍数を推定するために設定された顔局所領域を抽出するように設定される検出ユニットと、
前記顔局所領域内の画素点の値に対して第1処理を行い、初期心拍数信号を取得するように設定される第1処理ユニットと、
前記初期心拍数信号に対して時間領域-周波数領域変換を行い、周波数領域信号を取得するように設定される変換ユニットと、
心拍数の推定範囲内で、前記周波数領域信号に対して第2処理を行い、心拍数の推定値を取得するように設定される第2処理ユニットと、
を含む、心拍数の推定装置。 - 前記第2処理ユニットは、
心拍数の推定範囲内で、前記周波数領域信号に対してピーク検出を行い、ピーク値を取得するように設定されるピーク検出モジュールと、
前記ピーク値をソートし、ソート結果を取得するように設定されるソートモジュールと、
前記ソート結果に基づき、信頼度を取得するように設定される信頼度計算モジュールと、
前記信頼度に基づいて前記心拍数の推定値を取得するように設定される推定モジュールと、
を含む、請求項17に記載の心拍数の推定装置。 - 前記第2処理ユニットは、
心拍数の推定範囲内で、周波数領域信号に対してピーク値検出を行い、最高ピーク値を取得するように設定される最高ピーク値検出モジュールと、
前記最高ピーク値の周波数を主周波数として、主周波数に対応する1次高調波及び2次高調波のエネルギーを計算し、エネルギー計算値を取得するように設定されるエネルギー計算モジュールと、
前記エネルギー計算値を前記主周波数以外の残りの周波数のエネルギーで除算し、信頼度を取得するように設定される信頼度計算モジュールと、
前記信頼度に基づいて前記心拍数の推定値を取得するように設定される推定モジュールと、
を含む、請求項17に記載の心拍数の推定装置。 - 前記心拍数の推定装置は、さらに、
検出時間が第2閾値を超過したか否かを判断するように設定される判断モジュールと、
前記検出時間が前記第2閾値を超過した場合、周波数領域信号に対して第3処理を行って心拍数の推定範囲を取得するように設定される第3処理モジュールと、
を含む、請求項17に記載の心拍数の推定装置。 - プログラムが記憶された記憶媒体であって、前記プログラムを実行する時に前記記憶媒体が位置する機器を制御して請求項1~16のいずれか一項に記載の心拍数の推定方法を実行する記憶媒体。
- プロセッサと、
前記プロセッサの実行可能なコマンドを記憶するように設定されるメモリと、を含み、
前記プロセッサは前記実行可能なコマンドを実行することによって請求項1~16のいずれか一項に記載の心拍数の推定方法を実行するように構成される電子機器。
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