華僑大學王飛鵬獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉華僑大學申請的專利基于多模態信號融合的非接觸式心率估計方法及系統獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN120183005B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-08-19發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202510668302.4,技術領域涉及:G06V40/10;該發明授權基于多模態信號融合的非接觸式心率估計方法及系統是由王飛鵬;黃誠惕;杜永兆;朱建清;李娜設計研發完成,并于2025-05-23向國家知識產權局提交的專利申請。
本基于多模態信號融合的非接觸式心率估計方法及系統在說明書摘要公布了:本發明公開了基于多模態信號融合的非接觸式心率估計方法及系統,涉及圖像處理技術領域,方法包括:定位人臉視頻中的感興趣區域,提取HSV和Lab色彩空間信號并融合;通過背景亮度補償抑制環境光干擾得到顏色變換信號并歸一化;利用歷史心率調整帶通濾波器帶寬過濾信號生成rPPG信號;對rPPG信號進行時域和頻域分析,結合兩種結果加權平均得到心率估計值;采用歷史數據平滑策略校正心率估計結果確保準確性。本發明通過對HSV和Lab色彩空間信號的提取與融合、背景亮度補償、信號歸一化及基于歷史心率調整帶通濾波器處理人臉視頻信號,實現了高精度的非接觸式心率估計。
本發明授權基于多模態信號融合的非接觸式心率估計方法及系統在權利要求書中公布了:1.一種基于多模態信號融合的非接觸式心率估計方法,其特征在于,包括: S1,獲取樣本人臉視頻; S2,通過圖像銳化技術突出樣本人臉視頻中的微弱顏色變化,獲得銳化后的人臉視頻圖像; S3,基于銳化后的人臉視頻中的面部特征點定位感興趣區域; S4,從感興趣區域中提取HSV和Lab兩個色彩空間的信號,對這兩個色彩空間的信號進行融合,獲得包含兩個顏色空間信息的混合信號; S5,對混合信號采用背景亮度補償策略抑制環境光干擾,得到原始亮度補償信號; 所述S5,具體包括:提取感興趣區域以外的亮度信號作為參考基準信號,將HSV顏色空間的混合信號和Lab顏色空間的混合信號減去參考基準信號以獲得亮度補償,將經過亮度補償的HSV顏色空間的混合信號和Lab顏色空間的混合信號進行加權相加操作,獲得原始亮度補償信號; S6,對原始亮度補償信號進行中值濾波,獲得中值濾波后的亮度補償信號;將原始亮度補償信號減去經過中值濾波后的亮度補償信號,獲得顏色變換信號; S7,將顏色變換信號的最大和最小值作為信號歸一化的范圍對顏色變換信號進行歸一化,得到歸一化信號; S8,基于歷史心率調整原始帶通濾波器的帶寬,通過調整后的帶通濾波器對歸一化信號進行帶通濾波,得到rPPG信號; S9,對rPPG信號進行時域分析和頻域分析,將時域分析估計的心率值與頻域分析估計的心率值加權得到心率估計結果; S10,通過歷史數據平滑策略對心率估計結果進行校正,獲得最終心率估計值; 所述S10,具體包括:基于最近五次的心率值計算前五次心率均值,計算公式如下: 其中,H1、H2、H3、H4和H5分別為前五次的心率值;表示前五次心率均值; 將心率估計結果Hcurrent與前五次心率均值計算差值,若差值超過了預設的閾值ΔHthreshold,即: 則表示當前心率估計結果與歷史估算結果之間存在異常波動,對當前心率估計結果和前五次均值進行加權融合,消除異常波動的影響,加權融合公式如下: 其中,β表示當前心率估計結果的權重,且β0.5,用于確保當前心率估計結果在融合時占有更大的比重;Hfinal表示最終心率估計值。
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