Heart-rate-measurement-using-camera:基于摄像头的非接触式实时心率测量系统

使用摄像头测量心率

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摘要

• 心率（HR）是最关键的生理参数之一，直接反映个体的生理状态。
• 基于非接触方式的心率测量系统：采用相机实现实时应用。
• 原理是通过血液循环引起的脸部肤色微变化提取心率信息。
• 应用场景包括驾驶员生理状态监测。

方法

• 利用人脸标志点检测、对齐脸部，并确定感兴趣区域（ROI）。
• 应用带通滤波器，频率下限fl设为0.8 Hz（对应48 bpm），上限fh设为3 Hz（对应180 bpm）。
• 计算每帧ROI的平均颜色值，并存入长度为150的数据缓冲区。
• 对数据缓冲区进行快速傅里叶变换（FFT）。最高峰值即为心率。
• 放大颜色差异以肉眼可见。

安装需求

pip install -r requirements.txt

实现步骤

python GUI.py

• 若要绘制图表，请运行 graph_plot.py。
• 对于欧拉视频放大实现，执行 amplify_color.py。

结果

• 使用Compact 5医疗设备作为基准数据，特定条件下应用测量的心率与该设备读数一致。

参考文献

• H. Rahman等人《使用网络摄像头从面部RGB色彩视频中进行实时心率监控》
• M. Kellman等人的《春2015，第18-551组，基于多光谱成像的远程心率监测》
• M. Poh等人《使用视频成像和盲源分离的无接触自动化心脏脉搏测量》
• J. Nørtoft Jensen和M. Hannemose《基于摄像头的心率监测》
• 图表绘制参考自 thearn/webcam-pulse-detector
• 教程来源 PyImageSearch。

注意事项

• 应用一次仅能监测一人的心率。
• 突然的动作变化可能导致心率计算不准确；通常情况下，面对摄像头稳定10秒后可获得正确的心率读数。
• 本项目仅供学习交流，其他用途请邮件联系：khanhhanguyen2310@gmail.com。