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基于红外阵列镜头的老年人心率测量

【摘要】:人口老龄化现象在中国较为突出,监测老年人身体健康的问题成为了当今科学研究的热点。心率是评判人体健康的重要生理指标,其变化的趋势可及时反映人体的健康状况。因此,实时准确的心率监测方式,对预防和诊治老年人的生理疾病具有重要意义。本文研究的重点内容是基于传统的非接触式红外序列图像测量心率的方法改进,通过调整测量设备,提高了非接触式心率监测方式的可行性;通过改进心率测量的算法,提升了心率测量的准确度。主要的研究成果如下:1、针对测试者的轻微晃动会引起心率测量误差的问题。本文提出了一种对监测区域自动捕捉的跟踪算法,改进了基于红外图像序列测心率量的方法。该算法采用人脸的关键点检测技术生成捕捉区域,在固定距离下,能够有效地对目标监测区域进行跟踪。监测设备用普通的红外镜头代替红外热像仪,很大程度上降低了研究设备的成本。仿真结果表明本文提出的算法解决了晃动时所产生的误差问题,改进后的算法相比传统方法测量的准确度提高了约6%。2、针对不同距离下心率测量结果会出现偏差的问题。本文又提出了基于双目阵列红外相机的心率测量方法,根据双目测距的原理,建立了一个心率关于不同距离下心率测量结果的修正模型,使得不同距离下测试者的心率测量结果都趋于一个稳定数值,仿真结果表明本文提出的算法解决了不同距离下心率测量结果不一致的问题,再结合监测区域自动捕捉的算法,测量的准确度又提高了2.66%。3、本文将基于阵列红外镜头的心率测量方法应用于人们日常生活的心率检测方向,对监测者进行及时的心率测量,通过人体心率变化的程度或者心率的数值,直接有效地反应人体的身体健康状况。该监测方法可应用于心脏疾病的诊断和预防。4、本文提出的基于红外阵列相机的方法克服了人体晃动所产生的干扰,降低了老年人在测量时的姿态要求;另一方面实现了在不同距离下的心率测量,大幅度减小了由于距离变化所产生的误差,为红外阵列相机应用到心率测量中提供算法基础。

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