heartbeat

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基于视频分析的非接触式心率测量开源项目

Heartbeat是一个利用远程光体积描记法(rPPG)进行心率测量的开源项目。该项目采用OpenCV库实现人脸检测和跟踪,通过频率分析和滤波技术估算心率。它通过分析面部视频中的细微肤色变化来实现非接触式心率监测。Heartbeat支持实时视频流分析和离线视频文件处理,并提供多种算法选项和可调参数。这一创新工具不仅适用于研究人员和开发者,还为远程健康监测和情感状态评估等领域提供了新的可能性,展示了计算机视觉技术在健康监测领域的巨大潜力。

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心跳:使用远程光电容积脉搏波描记法(rPPG)测量心率

新闻:试用 VitalLens,我的新免费 iOS 应用,它实现了基于人工智能的现代 rPPG 模型。我们还提供了一个 API 和一个使用相同人工智能模型的 Python 客户端。在 https://www.rouast.com/vitallenshttps://www.rouast.com/api 了解更多信息。

这是 rPPG 的一个简单实现,它是一种无需皮肤接触即可测量心率的方法。它使用面部的视频记录或实时反馈来分析皮肤颜色的细微变化。

工作原理如下:

  • 检测并持续跟踪面部
  • 通过确定每一帧中的面部颜色获得信号序列
  • 使用频率分析和序列滤波来估算心率

如果您对具体细节感兴趣,欢迎阅读我在该主题上的出版物:

  • [远程光电容积脉搏波描记法:在信息系统环境中评估非接触式心率测量][aitic]
  • [使用非接触式心率测量进行情感状态的实时评估][gmunden]
  • [使用低成本 RGB 面部视频进行远程心率测量:技术文献综述][fcs]

另请参阅我的最小 JavaScript 实现浏览器演示

演示

  • [实时 rPPG 运行][video1]
  • [离线 rPPG 与生理基线测量][video2]

依赖项

运行 Heartbeat 需要以下库:

  • [OpenCV]

必须在系统上安装这些库,以便编译器的标准搜索路径能找到头文件和库文件。

安装

提供了适用于 macOS 的 Makefile 用于构建:

$ make

Ubuntu 的替代编译方法。适用于 opencv 3.1:

$ g++ -std=c++11 Heartbeat.cpp opencv.cpp RPPG.cpp `pkg-config --cflags --libs opencv` -o Heartbeat

设置

构建后,可以通过以下方式运行应用:

$ ./Heartbeat

可用的命令行参数如下:

参数选项描述
-i输入视频的文件路径省略此标志以使用网络摄像头
-rppgg, pca(默认:g)指定 rPPG 算法变体 - 仅绿色通道或带 PCA 的 RGB 通道
-facedethaar, deep(默认:haar)指定面部检测分类器 - Haar 级联或深度神经网络
-r重新检测间隔(默认:1 秒)面部重新检测的间隔;帧间使用跟踪
-f采样频率(默认:1 Hz)心率估算的频率
-max默认:5信号滑动窗口的最大大小
-min默认:5信号滑动窗口的最小大小
-guitrue, false(默认:true)显示 GUI
-logtrue, false(默认:false)详细日志记录
-ds默认:1如果使用文件中的视频:通过使用每第 i 帧进行下采样

许可证

GPL-3.0

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