一種心率檢測方法和終端與流程

2023-10-22 18:50:57

本發明涉及通信技術領域，更具體地說，涉及一種心率檢測方法和終端。

背景技術：

目前移動終端越來越走向智能化，健康化，現有的智能終端常常有心率傳感器、血氧傳感器和紫外線傳感器等健康類傳感器，極大的方便了人類的健康生活。其中，心率作為最重要的生命特徵，是評判心血功能的重要指標，對它的監測可以讓人類及時了解身體的健康狀況並防患於未然。然而隨著傳感器數量的增加，空間越來越緊張的移動終端已與此形成衝突。目前現有的非接觸心率檢測技術主要有：基於雷射都卜勒速度技術測量血紅細胞的方法、基於微波都卜勒雷達檢測呼吸的方法、熱成像的方法、超聲波的方法和基於光電容積脈搏描記法的方法等等。

市面上出現的移動終端中採用光電容積脈搏描記法，通過專用光源(紅外、近紅外等)照射人體手指皮膚後，來識別皮下毛細血管裡的規律變化來實現心率檢測。這種方法有一定的限制，需要人體的皮膚按壓到專用光源位置，並且僅僅只能檢測使用者本身的心率，不能遠程檢測家人或朋友的心率。

技術實現要素：

本發明要解決的技術問題在於現有技術中終端檢測心率需要被檢測者接觸終端特定區域，以及無法遠程檢測被測者心率的問題，針對該技術問題，提供一種心率檢測方法和終端。

為解決上述技術問題，本發明提供一種心率檢測方法，包括：

獲取終端上的目標視頻，目標視頻中含有目標對象的人臉；

從目標視頻中獲取目標幀中目標對象的人臉區域作為信號提取區域；目標幀為目標視頻中目標視頻段的圖像幀，目標視頻段中目標對象連續全臉拍攝的時間不低於預設時間閾值；

從信號提取區域中獲取目標對象人臉上的光線在對應的時間段內的變化規律，根據變化規律確定目標對象的心率。

進一步地，從信號提取區域中獲取目標對象人臉上的光線在對應的時間段內的變化規律，根據變化規律確定目標對象的心率包括：

對各目標幀的信號提取區域的圖像參數進行提取得到目標信號；

對提取的目標信號進行預處理；

將預處理後的目標信號代入對應的心率檢測算法模型得到目標對象的心率。

進一步地，在對各目標幀的信號提取區域的圖像參數進行提取得到目標信號前，還包括，對各目標幀的信號提取區域進行歐拉視頻放大處理。

進一步地，對提取的目標信號進行預處理包括：

對提取的目標信號進行濾波、消噪、變換處理。

進一步地，目標視頻包括：在視頻聊天中截取的聊天對象的人臉視頻，個人自拍或為他人拍攝的人臉視頻。

為解決上述技術問題，本發明還提供了一種終端，包括：

獲取模塊，用於獲取終端上的目標視頻，目標視頻中含有目標對象的人臉；

處理模塊，用於從目標視頻中獲取目標幀中目標對象的人臉區域作為信號提取區域；目標幀為目標視頻中目標視頻段的圖像幀，目標視頻段中目標對象連續全臉拍攝的時間不低於預設時間閾值；從信號提取區域中獲取目標對象人臉上的光線在對應的時間段內的變化規律，根據變化規律確定目標對象的心率。

進一步地，處理模塊，用於對各目標幀的信號提取區域的圖像參數進行提取得到目標信號；對提取的目標信號進行預處理；將預處理後的目標信號代入對應的心率檢測算法模型得到目標對象的心率。

進一步地，處理模塊，還用於在對各目標幀的信號提取區域的圖像參數進行提取得到目標信號前，對各目標幀的信號提取區域進行歐拉視頻放大處理。

進一步地，預處理包括：濾波、消噪、變換處理。

進一步地，目標視頻包括：在視頻聊天中截取的聊天對象的人臉視頻，個人自拍或為他人拍攝的人臉視頻。

採用本發明的心率檢測方法和終端，可以獲取終端上的目標視頻，目標視頻中含有目標對象的人臉；從目標視頻中獲取目標幀中目標對象的人臉區域作為信號提取區域；目標幀為目標視頻中目標視頻段的圖像幀，目標視頻段中目標對象連續全臉拍攝的時間不低於預設時間閾值；從信號提取區域中獲取目標對象人臉上的光線在對應的時間段內的變化規律，根據變化規律確定目標對象的心率。對人臉視頻的利用使得本實施中的終端無需專門的心率檢測傳感器和設備，僅僅利用目前移動終端現有的高像素攝像頭即可實現心率檢測。終端由於無需多餘的零部件，能夠極大的節省空間。

附圖說明

下面將結合附圖及實施例對本發明作進一步說明，附圖中：

圖1為實現本發明各個實施例一個可選的移動終端的硬體結構示意圖。

圖2為本發明實施例一提供的一種心率檢測方法的流程圖；

圖3為本發明實施例二提供的一種終端的模塊示意圖；

圖4為本發明實施例三提供的一種終端的硬體結構示意圖。

具體實施方式

應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。

現在將參考附圖描述實現本發明各個實施例的移動終端。在後續的描述中，使用用於表示元件的諸如「模塊」、「部件」或「單元」的後綴僅為了有利於本發明的說明，其本身並沒有特定的意義。因此，"模塊"與"部件"可以混合地使用。

移動終端可以以各種形式來實施。例如，本發明中描述的終端可以包括諸如行動電話、智慧型電話、筆記本電腦、數字廣播接收器、PDA(個人數字助理)、PAD(平板電腦)、PMP(可攜式多媒體播放器)、導航裝置等等的移動終端以及諸如數字TV、臺式計算機等等的固定終端。下面，假設終端是移動終端，然而，本領域技術人員將理解的是，除了特別用於移動目的的元件之外，根據本發明的實施方式的構造也能夠應用於固定類型的終端。

圖1為實現本發明各個實施例一個可選的移動終端的硬體結構示意圖。

移動終端100可以包括無線通信單元110、A/V(音頻/視頻)輸入單元120、用戶輸入單元130、輸出單元140、存儲器150、控制器160和電源單元170等等。圖1示出了具有各種組件的移動終端，但是應理解的是，並不要求實施所有示出的組件，可以替代地實施更多或更少的組件，將在下面詳細描述移動終端的元件。

無線通信單元110通常包括一個或多個組件，其允許移動終端100與無線通信系統或網絡之間的無線電通信。例如，無線通信單元可以包括廣播接收模塊111、移動通信模塊112、無線網際網路模塊113、短程通信模塊114和位置信息模塊115中的至少一個。本實施例的無線通信模塊110可以用來實現第一接收模塊2111。本實施例的無線通信單元110可以接收其他終端或伺服器傳輸的視頻作為目標視頻。例如當用戶在視頻聊天時，無線通信單元110可以接收聊天對象的視頻。

廣播接收模塊111經由廣播信道從外部廣播管理伺服器接收廣播信號和/或廣播相關信息。廣播信道可以包括衛星信道和/或地面信道。廣播管理伺服器可以是生成並發送廣播信號和/或廣播相關信息的伺服器或者接收之前生成的廣播信號和/或廣播相關信息並且將其發送給終端的伺服器。廣播信號可以包括TV廣播信號、無線電廣播信號、數據廣播信號等等。而且，廣播信號可以進一步包括與TV或無線電廣播信號組合的廣播信號。廣播相關信息也可以經由移動通信網絡提供，並且在該情況下，廣播相關信息可以由移動通信模塊112來接收。廣播信號可以以各種形式存在，例如，其可以以數字多媒體廣播(DMB)的電子節目指南(EPG)、數字視頻廣播手持(DVB-H)的電子服務指南(ESG)等等的形式而存在。廣播接收模塊111可以通過使用各種類型的廣播系統接收信號廣播。特別地，廣播接收模塊111可以通過使用諸如多媒體廣播-地面(DMB-T)、數字多媒體廣播-衛星(DMB-S)、數字視頻廣播-手持(DVB-H)，前向鏈路媒體(MediaFLO@)的數據廣播系統、地面數字廣播綜合服務(ISDB-T)等等的數字廣播系統接收數字廣播。廣播接收模塊111可以被構造為適合提供廣播信號的各種廣播系統以及上述數字廣播系統。經由廣播接收模塊111接收的廣播信號和/或廣播相關信息可以存儲在存儲器150(或者其它類型的存儲介質)中。

移動通信模塊112將無線電信號發送到基站(例如，接入點等等)、外部終端以及伺服器中的至少一個和/或從其接收無線電信號。這樣的無線電信號可以包括語音通話信號、視頻通話信號、或者根據文本和/或多媒體消息發送和/或接收的各種類型的數據。

無線網際網路模塊113支持移動終端的無線網際網路接入。該模塊可以內部或外部地耦接到終端。該模塊所涉及的無線網際網路接入技術可以包括WLAN(無線LAN)(Wi-Fi)、Wibro(無線寬帶)、Wimax(全球微波互聯接入)、HSDPA(高速下行鏈路分組接入)等等。

短程通信模塊114是用於支持短程通信的模塊。短程通信技術的一些示例包括藍牙TM、射頻識別(RFID)、紅外數據協會(IrDA)、超寬帶(UWB)、紫蜂TM等等。

位置信息模塊115是用於檢查或獲取移動終端的位置信息的模塊。位置信息模塊的典型示例是GPS(全球定位系統)。根據當前的技術，GPS模塊115計算來自三個或更多衛星的距離信息和準確的時間信息並且對於計算的信息應用三角測量法，從而根據經度、緯度和高度準確地計算三維當前位置信息。當前，用於計算位置和時間信息的方法使用三顆衛星並且通過使用另外的一顆衛星校正計算出的位置和時間信息的誤差。此外，GPS模塊115能夠通過實時地連續計算當前位置信息來計算速度信息。

A/V輸入單元120用於接收音頻或視頻信號。A/V輸入單元120可以包括相機121和麥克風1220，相機121對在視頻捕獲模式或圖像捕獲模式中由圖像捕獲裝置獲得的靜態圖片或視頻的圖像數據進行處理。處理後的圖像幀可以顯示在顯示模塊141上。經相機121處理後的圖像幀可以存儲在存儲器150(或其它存儲介質)中或者經由無線通信單元110進行發送，可以根據移動終端的構造提供兩個或更多相機121。麥克風122可以在電話通話模式、記錄模式、語音識別模式等等運行模式中經由麥克風接收聲音(音頻數據)，並且能夠將這樣的聲音處理為音頻數據。處理後的音頻(語音)數據可以在電話通話模式的情況下轉換為可經由移動通信模塊112發送到移動通信基站的格式輸出。麥克風122可以實施各種類型的噪聲消除(或抑制)算法以消除(或抑制)在接收和發送音頻信號的過程中產生的噪聲或者幹擾。

用戶輸入單元130可以根據用戶輸入的命令生成鍵輸入數據以控制移動終端的各種操作。用戶輸入單元130允許用戶輸入各種類型的信息，並且可以包括鍵盤、鍋仔片、觸摸板(例如，檢測由於被接觸而導致的電阻、壓力、電容等等的變化的觸敏組件)、滾輪、搖杆等等。特別地，當觸摸板以層的形式疊加在顯示模塊141上時，可以形成觸控螢幕。

輸出單元140可以包括顯示模塊141、音頻輸出模塊142、警報模塊143等等。在本發明中，輸出單元140可以用於輸出目標對象的心率，輸出方式包括但不限於文字、圖形、語音或視頻。

顯示模塊141可以顯示在移動終端100中處理的信息。例如，當移動終端100處於電話通話模式時，顯示模塊141可以顯示與通話或其它通信(例如，文本消息收發、多媒體文件下載等等)相關的用戶界面(UI)或圖形用戶界面(GUI)。當移動終端100處於視頻通話模式或者圖像捕獲模式時，顯示模塊141可以顯示捕獲的圖像和/或接收的圖像、示出視頻或圖像以及相關功能的UI或GUI等等。

同時，當顯示模塊141和觸摸板以層的形式彼此疊加以形成觸控螢幕時，顯示模塊141可以用作輸入裝置和輸出裝置。顯示模塊141可以包括液晶顯示器(LCD)、薄膜電晶體LCD(TFT-LCD)、有機發光二極體(OLED)顯示器、柔性顯示器、三維(3D)顯示器等等中的至少一種。這些顯示器中的一些可以被構造為透明狀以允許用戶從外部觀看，這可以稱為透明顯示器，典型的透明顯示器可以例如為TOLED(透明有機發光二極體)顯示器等等。根據特定想要的實施方式，移動終端100可以包括兩個或更多顯示模塊(或其它顯示裝置)，例如，移動終端可以包括外部顯示模塊(未示出)和內部顯示模塊(未示出)。觸控螢幕可用於檢測觸摸輸入壓力以及觸摸輸入位置和觸摸輸入面積。

音頻輸出模塊142可以在移動終端處於呼叫信號接收模式、通話模式、記錄模式、語音識別模式、廣播接收模式等等模式下時，將無線通信單元110接收的或者在存儲器150中存儲的音頻數據轉換音頻信號並且輸出為聲音。而且，音頻輸出模塊142可以提供與移動終端100執行的特定功能相關的音頻輸出(例如，呼叫信號接收聲音、消息接收聲音等等)。音頻輸出模塊142可以包括揚聲器、蜂鳴器等等。

警報模塊143可以提供輸出以將事件的發生通知給移動終端100。典型的事件可以包括呼叫接收、消息接收、鍵信號輸入、觸摸輸入等等。除了音頻或視頻輸出之外，警報模塊143可以以不同的方式提供輸出以通知事件的發生。例如，警報模塊143可以以振動的形式提供輸出，當接收到呼叫、消息或一些其它進入通信(incoming communication)時，警報模塊143可以提供觸覺輸出(即，振動)以將其通知給用戶。通過提供這樣的觸覺輸出，即使在用戶的行動電話處於用戶的口袋中時，用戶也能夠識別出各種事件的發生。警報模塊143也可以經由顯示模塊141或音頻輸出模塊142提供通知事件的發生的輸出。

存儲器150可以存儲由控制器160執行的處理和控制操作的軟體程序等等，或者可以暫時地存儲己經輸出或將要輸出的數據(例如，電話簿、消息、靜態圖像、視頻等等)。而且，存儲器150可以存儲關於當觸摸施加到觸控螢幕時輸出的各種方式的振動和音頻信號的數據。

存儲器150可以包括至少一種類型的存儲介質，存儲介質包括快閃記憶體、硬碟、多媒體卡、卡型存儲器(例如，SD或DX存儲器等等)、隨機訪問存儲器(RAM)、靜態隨機訪問存儲器(SRAM)、只讀存儲器(ROM)、電可擦除可編程只讀存儲器(EEPROM)、可編程只讀存儲器(PROM)、磁性存儲器、磁碟、光碟等等。而且，移動終端100可以與通過網絡連接執行存儲器150的存儲功能的網絡存儲裝置協作。存儲器150可以用於存儲目標對象的目標視頻以及目標對象的心率檢測結果。

控制器160通常控制移動終端的總體操作。例如，控制器160執行與語音通話、數據通信、視頻通話等等相關的控制和處理。另外，控制器160可以包括用於再現(或回放)多媒體數據的多媒體模塊181，多媒體模塊181可以構造在控制器160內，或者可以構造為與控制器160分離。控制器160可以執行模式識別處理，以將在觸控螢幕上執行的手寫輸入或者圖片繪製輸入識別為字符或圖像。

電源單元170在控制器160的控制下接收外部電力或內部電力並且提供操作各元件和組件所需的適當的電力。

這裡描述的各種實施方式可以以使用例如計算機軟體、硬體或其任何組合的計算機可讀介質來實施。對於硬體實施，這裡描述的實施方式可以通過使用特定用途集成電路(ASIC)、數位訊號處理器(DSP)、數位訊號處理裝置(DSPD)、可編程邏輯裝置(PLD)、現場可編程門陣列(FPGA)、處理器、控制器、微控制器、微處理器、被設計為執行這裡描述的功能的電子單元中的至少一種來實施，在一些情況下，這樣的實施方式可以在控制器160中實施。對於軟體實施，諸如過程或功能的實施方式可以與允許執行至少一種功能或操作的單獨的軟體模塊來實施。軟體代碼可以由以任何適當的程式語言編寫的軟體應用程式(或程序)來實施，軟體代碼可以存儲在存儲器150中並且由控制器160執行。

至此，己經按照其功能描述了移動終端。下面，為了簡要起見，將描述諸如摺疊型、直板型、擺動型、滑動型移動終端等等的各種類型的移動終端中的滑動型移動終端作為示例。因此，本發明能夠應用於任何類型的移動終端，並且不限於滑動型移動終端。

以下通過具體實施例進行詳細說明。

第一實施例

參見圖2，本實施例示出了一種心率檢測方法，可以對一段臉的視頻進行分析，得到視頻中人物的心率。本實施例的步驟包括：

S201、獲取終端上的目標視頻，目標視頻中含有目標對象的人臉；

S202、從目標視頻中獲取目標幀中目標對象的人臉區域作為信號提取區域；目標幀為目標視頻中目標視頻段的圖像幀，目標視頻段中目標對象連續全臉拍攝的時間不低於預設時間閾值；

S203、從信號提取區域中獲取目標對象人臉上的光線在對應的時間段內的變化規律，根據變化規律確定目標對象的心率。

本實施例的上述方法可由終端實現，本實施例的終端包括手機、平板電腦等具有攝像頭的終端設備。在本實施例中的上述方法，是以光電容積脈搏描記法的非接觸心率檢測為基本醫學原理，光電容積描記是一種通過透射或反射光的變化傳感心血管血液容積脈搏的方法。本實施例基於上述的醫學原理，對終端上的目標對象的人臉視頻進行分析，從人臉上的光線變化來測算人的心跳頻率。本實施例的目標視頻的格式包括但不限於avi、mp4、rmvb、wmv等等。

其中，可以理解的是，在S201中獲取的終端上待處理的人臉視頻可以是終端自身拍攝的人臉視頻，也可以是其他終端拍攝後，傳輸到S201的終端上的視頻，甚至還可以是在網上或通過其他方式例如藍牙傳輸等從伺服器或其他終端上獲取到的視頻。本實施例對此沒有限定。

在本實施例中，對終端上的人臉視頻的處理是為了的到人物的心率。人的心臟在跳動的時候，會有許多的血液湧向面部。血量的增加會導致面部吸收更多的光線，反射出的光線也就相對而言較少。所以人的臉部顏色就會隨著心跳周期性地變暗變亮。本實施例正是基於這一現象，對終端上人臉視頻中人臉的顏色變化進行分析得到目標對象的心率。

在本實施例中，對目標視頻中目標對象的心率檢測的準確度依賴於目標視頻中人臉的拍攝範圍，一般的，人臉的被拍攝到的範圍越廣，能用來檢測心率的信息就越豐富。而人臉正對攝像頭拍攝可以獲取到全臉的信息，所以為了保證目標的對象心率檢測的結果準確性，目標對象正對攝像頭拍攝是比較好的拍攝方式。另外，由於心率是在單位時間(每分鐘)內心臟跳動的次數，在有一定長度的時間內測量的心率才具有可靠性，所以為了本實施例中終端測量的心率的可靠性，目標對象人臉正對攝像頭的持續時間需要具有一定的長度，例如不低於1分鐘或不低於兩分鐘的時間等等。綜上，在S201的目標視頻中，需要目標對象臉部正對攝像頭拍攝的時間持續超過預設時間閾值。該預設時間閾值不可太低，可以是一分鐘、兩分鐘等時間。由此，在S202中，才可以作為目標視頻段提取目標幀，其中，可以理解的是，在目標視頻中，如果外界的光源發生變化，或者用戶相對於攝像頭有明顯的移動，可能會造成用戶臉部的光線發生變化，所以一般為了心率測量地更加準確，目標視頻中，目標對象最好位於穩定的外界光源(自然光或燈光等)下進行拍攝。且在拍攝視頻時，最好不要有大幅度的運動。

在本實施例中，在目標視頻段中，可能存在用戶轉頭或其他動作等導致的圖像幀上不存在人臉或人臉區域過小的問題，為了避免此類圖像幀的幹擾，在本實施例中，在從目標視頻中獲取目標幀中目標對象的人臉區域作為信號提取區域時，可以先判斷目標視頻段中的圖像幀是否為目標幀，其中判斷規則可以是判斷圖像幀中人臉區域與全臉的比例是否滿足預設的比例要求。由此將目標幀從目標視頻段中識別出來。

對本實施例的終端而言，其拍攝視頻的幀率，即每分鐘拍攝的幀數沒有限定。對於一固定的終端而言，其拍攝幀率是一定的，所以在本實施例中，目標視頻段中目標對象連續全臉拍攝的時間不低於預設時間閾值相當於提取人臉區域的目標幀達到一定數量。其中，目標幀一般是連續的圖像幀，或者目標幀中可以有少量幾幀的間斷。

可以預見，在各目標幀中，非人臉的部分(如頭髮等)不會如臉部一樣由於血液流動而具有光線變化，所以，將非臉部的區域也作為信號提取區域會對檢測到的心率產生幹擾。由此，本實施例中將目標對象的人臉區域作為信號提取區域。其中，對目標對象的人臉區域的識別，可以由現有技術中的人臉識別技術實現，進一步地，可以將各目標幀中識別到的人臉區域單獨作為圖像子幀進行存儲，後續的S203步驟可以只對圖像子幀進行處理。

在本實施例中，在S203中從目標幀的信號提取區域中獲取目標對象人臉上的光線在對應的時間段內的變化規律，可以通過對各目標幀中人臉區域的圖像參數的分析得到。其中，對應的時間段應當理解為目標幀對應的時間段，例如若目標視頻中的幀率是15幀每秒，連續的目標幀一共有900幀，則說明該目標幀是在60秒的時間中拍攝的，則對應的目標時間段就是60秒。

進一步的，獲取目標對象人臉上的光線在對應的時間段內的變化規律，根據變化規律確定目標對象的心率包括：

對各目標幀的信號提取區域的圖像參數進行提取得到目標信號；

對提取的目標信號進行預處理；

將預處理後的目標信號代入對應的心率檢測算法模型得到目標對象的心率。

其中，上述提取的圖像參數包括但不限於圖像RGB均值。對各目標幀的信號提取區域的圖像參數進行提取得到目標信號包括：對各目標幀的信號提取區域進行RGB三個通道的分離，分別計算每個通道的像素平均值，得到三組數據，由此，二維的圖片就變為一維的信號，可以預見對於每個目標幀而言，都具有RGB三個通道的像素均值，所有目標幀的均值按照目標幀的拍攝順序繪製成圖形，就形成了一維的信號。RGB三個通道經過處理後，信號波形的幅度會有所不同，但是它們整體上的起伏應該是一樣的，在本實施例中，可以採用三個通道的目標信號分別進行心率計算，然後進行平均值計算，也可以只對其中一個通道的目標信號進行分析得到心率。

其中考慮到上述得到的目標信號可能會存在毛刺等使得心率檢測結果產生一定的誤差，所以在本實施例中，對提取到的目標信號進行預處理，預處理包括但不限於：濾波、消噪、變換處理。其中，由於本實施例關注的是目標信號的起伏，而目標信號的高頻部分是信號的具體細節，所以本實施例中，預處理可以包括對目標信號的重構，將目標信號的高頻部分去除，只保留反應信號整體起伏的低頻部分。

進一步地，在對目標信號預處理後，將其帶入對應的心率檢測算法模型即可得到目標對象的心率。這裡的心率檢測算法模型可以由現有技術中的光電容積脈搏描記法的非接觸心率檢測算法模型實現。

其中，可以預見，隨著心跳周期，人臉部的光線變化比較微弱，為了使得終端上檢測到目標對象的心率更準確，可以考慮放大人臉部的光線變化。鑑於此，本實施例中，在對各目標幀的信號提取區域的圖像參數進行提取得到目標信號前還包括，對各目標幀的信號提取區域進行歐拉視頻放大處理。經過歐拉視頻放大處理的信號提取區域(人臉區域)中，人臉上的光線變化更加明顯，所以後續提取得到的目標信號的起伏變化更明顯，更有效保證了檢測到的心率的準確度。

所以本實施例中，終端可以對其上的具有人臉的視頻進行分析得到對應的人物的心率。考慮到現有的終端上一般具有前置攝像頭可以進行視頻通訊，所以本實施例的方案可以應用在用戶與家人(長輩如爺爺、奶奶等老人)或朋友等進行視頻聊天時，檢測聊天對象的心率，以便在遠程陪伴家人時還可以實時了解家人的身體健康情況；還可以應用在個人自拍視頻或為他人拍攝視頻獲得心率信息。所以，進一步的，本實施例的目標視頻包括：在視頻聊天中截取的聊天對象的人臉視頻，個人自拍或為他人拍攝的人臉視頻。

採用本實施例的心率檢測方法，可以獲取終端上的目標視頻，目標視頻中含有目標對象的人臉；從目標視頻中獲取目標幀中目標對象的人臉區域作為信號提取區域；目標幀為目標視頻中目標視頻段的圖像幀，目標視頻段中目標對象連續全臉拍攝的時間不低於預設時間閾值；從信號提取區域中獲取目標對象人臉上的光線在對應的時間段內的變化規律，根據變化規律確定目標對象的心率。對人臉視頻的利用使得本實施中的終端無需專門的心率檢測傳感器和設備，僅僅利用目前移動終端現有的高像素攝像頭即可實現心率檢測。終端由於無需多餘的零部件，能夠極大的節省空間。

進一步地，本實施例中用戶可以在利用終端進行視頻聊天過程中，截取家人或朋友的視頻進行心率分析，在與家人或朋友聊天的同時知道家人或朋友的心率信息，能夠極大的增強家庭和諧度並方便的照顧老年人，提高了用戶體驗。

第二實施例

參見圖3，本實施例示出了一種終端，包括：

獲取模塊31，用於獲取終端上的目標視頻，目標視頻中含有目標對象的人臉；

處理模塊32，用於從目標視頻中獲取目標幀中目標對象的人臉區域作為信號提取區域；目標幀為目標視頻中目標視頻段的圖像幀，目標視頻段中目標對象連續全臉拍攝的時間不低於預設時間閾值；從信號提取區域中獲取目標對象人臉上的光線在對應的時間段內的變化規律，根據變化規律確定目標對象的心率。

本實施例的終端包括手機、平板電腦等具有攝像頭的終端設備。其中，上述的獲取模塊31和處理模塊32可以由圖1中的控制器160實現。

在本實施例中終端，是以光電容積脈搏描記法的非接觸心率檢測為基本醫學原理實現的心率檢測，終端基該醫學原理，對終端上的目標對象的目標視頻進行分析，從視頻中人臉上的光線變化來測算人的心跳頻率。本實施例的目標視頻的格式包括但不限於avi、mp4、rmvb、wmv等等。

其中，可以理解的是，獲取模塊31獲取的終端上待處理的人臉視頻可以是終端自身拍攝的人臉視頻，也可以是其他終端拍攝後，傳輸到終端上的視頻，甚至還可以是在網上或通過其他方式例如藍牙傳輸等從伺服器或其他終端上獲取到的視頻。本實施例對此沒有限定。

在本實施例中，對終端上的人臉視頻的處理是為了的到目標對象的心率。人的心臟在跳動的時候，會有許多的血液湧向面部。血量的增加會導致面部吸收更多的光線，反射出的光線也就相對而言較少。所以人的臉部顏色就會隨著心跳周期性地變暗變亮。本實施例正是基於這一現象，對終端上人臉視頻中人臉的顏色變化進行分析得到目標對象的心率。

在本實施例中，對目標視頻中目標對象的心率檢測的準確度依賴於目標視頻中人臉的拍攝範圍，一般的，人臉的被拍攝到的範圍越廣，能用來檢測心率的信息就越豐富。而人臉正對攝像頭拍攝可以獲取到全臉的信息，所以為了保證目標的對象心率檢測的結果準確性，目標對象正對攝像頭拍攝是比較好的拍攝方式。另外，由於心率是在單位時間(每分鐘)內心臟跳動的次數，在有一定長度的時間內測量的心率才具有可靠性，所以為了本實施例中終端測量的心率的可靠性，目標對象人臉正對攝像頭的持續時間需要具有一定的長度，例如不低於1分鐘或不低於兩分鐘的時間等等。綜上，獲取模塊31獲取的目標視頻中，需要目標對象臉部正對攝像頭拍攝的時間持續超過預設時間閾值。該預設時間閾值不可太低，可以是一分鐘、兩分鐘等時間。由此，處理模塊32才可以將該預設時間閾值的視頻段作為目標視頻段提取目標幀，其中，可以理解的是，在目標視頻中，如果外界的光源發生變化，或者用戶相對於攝像頭有明顯的移動，可能會造成用戶臉部的光線發生變化，所以一般為了心率測量地更加準確，目標視頻段中，目標對象最好位於穩定的外界光源(自然光或燈光等)下進行拍攝。且在拍攝視頻時，最好不要有大幅度的運動。

在本實施例中，在目標視頻段中，可能存在用戶轉頭或其他動作等導致的圖像幀上不存在人臉或人臉區域過小的問題，為了避免此類圖像幀的幹擾，在本實施例中，處理模塊32還用於在從目標視頻中獲取目標幀中目標對象的人臉區域作為信號提取區域時，先判斷目標視頻段中的圖像幀是否為目標幀，其中判斷規則可以是判斷圖像幀中人臉區域與全臉的比例是否滿足預設的比例要求。由此處理模塊32將目標幀從目標視頻段中識別出來。

對本實施例的終端而言，其拍攝視頻的幀率即每分鐘拍攝的幀數沒有限定。對於一固定的終端而言，其拍攝幀率是一定的，所以在本實施例中，目標視頻段中目標對象連續全臉拍攝的時間不低於預設時間閾值相當提取人臉區域的目標幀的達到一定數量。其中，目標幀一般是連續的圖像幀，或者目標幀中可以有少量幾幀的間斷。

可以預見，在各目標幀中，非人臉的部分(如頭髮等)不會如臉部一樣由於血液流動而具有光線變化，所以，將非臉部的區域也作為信號提取區域會對檢測到的心率產生幹擾。由此，本實施例的處理模塊32中將目標對象的人臉區域作為信號提取區域。其中，處理模塊32還用於採用人臉識別技術對目標對象的人臉區域進行識別，進一步地，處理模塊32還可以將各目標幀中識別到的人臉區域單獨作為圖像子幀存儲到終端的存儲模塊中，後續的心率檢測可以基於圖像子幀實現。

在本實施例中，處理模塊32對目標對象人臉上的光線在對應的時間段內的變化規律的獲取，可以通過對各目標幀中人臉區域的圖像參數的分析得到。進一步的，處理模塊32用於對各目標幀的信號提取區域的圖像參數進行提取得到目標信號；對提取的目標信號進行預處理；將預處理後的目標信號代入對應的心率檢測算法模型得到目標對象的心率。

其中，上述提取的圖像參數包括但不限於圖像RGB均值。處理模塊32各目標幀的信號提取區域的圖像參數進行提取得到目標信號包括：對各目標幀的信號提取區域進行RGB三個通道的分離，分別計算每個通道的像素平均值，得到三組數據。可以預見對於每個目標幀而言，都具有RGB三個通道的像素均值，所有目標幀的均值按照目標幀的拍攝順序繪製成圖形，就形成了一維的信號，由此，二維的圖片就變為一維的信號。RGB三個通道經過處理後，信號波形的幅度會有所不同，但是它們整體上的起伏應該是一樣的，在本實施例中，處理模塊32可以採用三個通道的目標信號分別進行心率計算，然後進行平均值計算，也可以只對其中一個通道的目標信號進行分析得到心率。

其中考慮到上述得到的目標信號可能會存在毛刺等使得心率檢測結果產生一定的誤差，所以在本實施例中，處理模塊32還用於對提取到的目標信號進行預處理，其中，預處理包括但不限於：濾波、消噪、變換處理。其中，由於本實施例處理模塊32關注的是目標信號的起伏，而目標信號的高頻部分是信號的具體細節，所以本實施例中，處理模塊32對目標信號的預處理還可以包括對目標信號的重構，將目標信號的高頻部分去除，只保留反應信號整體起伏的低頻部分。

進一步地，處理模塊32在對目標信號預處理後，將其帶入對應的心率檢測算法模型即可得到目標對象的心率。這裡的心率檢測算法模型可以由現有技術中的光電容積脈搏描記法的非接觸心率檢測算法模型實現。

其中，可以預見，隨著心跳周期，人臉部的光線變化是很微弱的，為了使得終端上檢測到目標對象的心率更準確，可以考慮放大人臉部的光線變化。鑑於此，本實施例中，處理模塊32，還用於在對各目標幀的信號提取區域的圖像參數進行提取得到目標信號前，對各目標幀的信號提取區域進行歐拉視頻放大處理。經過歐拉視頻放大處理的信號提取區域(人臉區域)中人臉上的光線變化更加明顯，所以後續提取得到的目標信號的起伏變化更明顯，更目標保證了檢測到的心率的準確度。

所以本實施例中，終端可以對其上的具有人臉的視頻進行分析得到對應的人物的心率。考慮到現有的終端上一般具有前置攝像頭可以進行視頻通訊，所以本實施例的方案可以應用在用戶與家人(長輩如爺爺、奶奶等老人)或朋友等進行視頻聊天時，檢測聊天對象的心率，以便在遠程陪伴家人時還可以實時了解家人的身體健康情況；還可以應用在個人自拍視頻或為他人拍攝視頻獲得心率信息。所以，進一步的，本實施例的目標視頻包括：在視頻聊天中截取的聊天對象的人臉視頻，個人自拍或為他人拍攝的人臉視頻。

採用本實施例的終端，可以通過含有目標對象人臉的目標視頻，獲取目標對象人臉上的光線在對應的時間段內的變化規律，根據變化規律確定目標對象的心率。由於本實施例中終端檢測心率使用的是人臉視頻，只需要利用終端自身的攝像頭或者從其他終端(或伺服器)接收視頻，而無需專門的心率檢測傳感器和設備，所以終端上無需額外的零部件，能夠極大的節省空間。進一步地，本實施例中用戶可以在利用終端進行視頻聊天過程中，截取家人或朋友的視頻進行心率分析，在與家人或朋友聊天的同時知道家人或朋友的心率信息，能夠極大的增強家庭和諧度並方便的照顧老年人，提高了用戶體驗。

第三實施例

參見圖4，本實施例示出了一種終端，包括：無線通信單元110、控制器160、相機121、存儲器150、顯示模塊141。

控制器160，用於獲取終端上的目標視頻，目標視頻中含有目標對象的人臉；用於從目標視頻中獲取目標幀中目標對象的人臉區域作為信號提取區域；目標幀為目標視頻中目標視頻段的圖像幀，目標視頻段中目標對象連續全臉拍攝的時間不低於預設時間閾值；從信號提取區域中獲取目標對象人臉上的光線在對應的時間段內的變化規律，根據變化規律確定目標對象的心率。

存儲器150中可以存儲上述的目標視頻。

顯示模塊141用於將控制器的心率檢測結果顯示在用戶界面上供用戶查看。

其中，相機121可以用於用戶拍攝目標對象的目標視頻。其中，當目標視頻是其他終端或伺服器上的視頻時，無線通信單元110用於通過無線通信的方式接收其他終端或伺服器傳輸的目標視頻。

本實施例的終端包括手機、平板電腦等具有攝像頭的終端設備。在本實施例中終端，是以光電容積脈搏描記法的非接觸心率檢測為基本醫學原理實現的心率檢測，終端基該醫學原理，對終端上的目標對象的目標視頻進行分析，從視頻中人臉上的光線變化來測算人的心跳頻率。本實施例的目標視頻的格式包括但不限於avi、mp4、rmvb、wmv等等。

其中，可以理解的是，控制器160獲取的終端上待處理的人臉視頻可以是終端自身拍攝的人臉視頻，也可以是其他終端拍攝後，傳輸到終端上的視頻，甚至還可以是在網上或通過其他方式例如藍牙傳輸等從伺服器或其他終端上獲取到的視頻。本實施例對此沒有限定。

在本實施例中，對終端上的人臉視頻的處理是為了的到目標對象的心率。人的心臟在跳動的時候，會有許多的血液湧向面部。血量的增加會導致面部吸收更多的光線，反射出的光線也就相對而言較少。所以人的臉部顏色就會隨著心跳周期性地變暗變亮。本實施例正是基於這一現象，對終端上人臉視頻中人臉的顏色變化進行分析得到目標對象的心率。

在本實施例中，對目標視頻中目標對象的心率檢測的準確度依賴於目標視頻中人臉的拍攝範圍，一般的，人臉的被拍攝到的範圍越廣，能用來檢測心率的信息就越豐富。而人臉正對攝像頭拍攝可以獲取到全臉的信息，所以為了保證目標的對象心率檢測的結果準確性，目標對象正對攝像頭拍攝是比較好的拍攝方式。另外，由於心率是在單位時間(每分鐘)內心臟跳動的次數，在有一定長度的時間內測量的心率才具有可靠性，所以為了本實施例中終端測量的心率的可靠性，目標對象人臉正對攝像頭的持續時間需要具有一定的長度，例如不低於1分鐘或不低於兩分鐘的時間等等。綜上，控制器160獲取的目標視頻中，需要目標對象臉部正對攝像頭拍攝的時間持續超過預設時間閾值。該預設時間閾值不可太低，可以是一分鐘、兩分鐘等時間。由此，處理模塊32才可以將該預設時間閾值的視頻段作為目標視頻段提取目標幀，其中，可以理解的是，在目標視頻中，如果外界的光源發生變化，或者用戶相對於攝像頭有明顯的移動，可能會造成用戶臉部的光線發生變化，所以一般為了心率測量地更加準確，目標視頻段中，目標對象最好位於穩定的外界光源(自然光或燈光等)下進行拍攝。且在拍攝視頻時，最好不要有大幅度的運動。

在本實施例中，在目標視頻段中，可能存在用戶轉頭或其他動作等導致的圖像幀上不存在人臉或人臉區域過小的問題，為了避免此類圖像幀的幹擾，在本實施例中，控制器160還用於在從目標視頻中獲取目標幀中目標對象的人臉區域作為信號提取區域時，先判斷目標視頻段中的圖像幀是否為目標幀，其中判斷規則可以是判斷圖像幀中人臉區域與全臉的比例是否滿足預設的比例要求。

對本實施例的終端而言，其拍攝視頻的幀率即每分鐘拍攝的幀數沒有限定。對於一固定的終端而言，其拍攝幀率是一定的，所以在本實施例中，目標視頻段中目標對象連續全臉拍攝的時間不低於預設時間閾值相當提取人臉區域的目標幀的達到一定數量。其中，目標幀一般是連續的圖像幀，或者目標幀中可以有少量幾幀的間斷。

可以預見，在各目標幀中，非人臉的部分(如頭髮等)不會如臉部一樣由於血液流動而具有光線變化，所以，將非臉部的區域也作為信號提取區域會對檢測到的心率產生幹擾。由此，本實施例的控制器160將目標對象的人臉區域作為信號提取區域。其中，控制器160還用於採用人臉識別技術對目標對象的人臉區域進行識別，進一步地，控制器160還可以將各目標幀中識別到的人臉區域單獨作為圖像子幀存儲到終端的存儲模塊中，後續的心率檢測可以基於圖像子幀實現。

在本實施例中，控制器160對目標對象人臉上的光線在對應的時間段內的變化規律的獲取，可以通過對各目標幀中人臉區域的圖像參數的分析得到。進一步的，控制器160用於對各目標幀的信號提取區域的圖像參數進行提取得到目標信號；對提取的目標信號進行預處理；將預處理後的目標信號代入對應的心率檢測算法模型得到目標對象的心率。

其中，上述提取的圖像參數包括但不限於圖像RGB均值。控制器160對各目標幀的信號提取區域的圖像參數進行提取得到目標信號包括：對各目標幀的信號提取區域進行RGB三個通道的分離，分別計算每個通道的像素平均值，得到三組數據。可以預見對於每個目標幀而言，都具有RGB三個通道的像素均值，所有目標幀的均值按照目標幀的拍攝順序繪製成圖形，就形成了一維的信號，由此，二維的圖片就變為一維的信號。RGB三個通道經過處理後，信號波形的幅度會有所不同，但是它們整體上的起伏應該是一樣的，在本實施例中，控制器160可以採用三個通道的目標信號分別進行心率計算，然後進行平均值計算，也可以只對其中一個通道的目標信號進行分析得到心率。

其中考慮到上述得到的目標信號可能會存在毛刺等使得心率檢測結果產生一定的誤差，所以在本實施例中，控制器160還用於對提取到的目標信號進行預處理，其中，預處理包括但不限於：濾波、消噪、變換處理。其中，由於本實施例控制器160關注的是目標信號的起伏，而目標信號的高頻部分是信號的具體細節，所以本實施例中，控制器160對目標信號的預處理還可以包括對目標信號的重構，將目標信號的高頻部分去除，只保留反應目標信號整體起伏的低頻部分。

進一步地，控制器160在對目標信號預處理後，將其帶入對應的心率檢測算法模型即可得到目標對象的心率。這裡的心率檢測算法模型可以由現有技術中的光電容積脈搏描記法的非接觸心率檢測算法模型實現。

其中，可以預見，隨著心跳周期，人臉部的光線變化是很微弱的，為了使得終端上檢測到目標對象的心率更準確，可以考慮放大人臉部的光線變化。鑑於此，本實施例中，控制器160，還用於在對各目標幀的信號提取區域的圖像參數進行提取得到目標信號前，對各目標幀的信號提取區域進行歐拉視頻放大處理。經過歐拉視頻放大處理的信號提取區域(人臉區域)中人臉上的光線變化更加明顯，所以後續提取得到的目標信號的起伏變化更明顯，更有效保證了檢測到的心率的準確度。

所以本實施例中，終端可以對其上的具有人臉的視頻進行分析得到對應的人物的心率。考慮到現有的終端上一般具有前置攝像頭可以進行視頻通訊，所以本實施例的終端可以應用在用戶與家人(長輩如爺爺、奶奶等老人)或朋友等進行視頻聊天時，檢測聊天對象的心率，以便在遠程陪伴家人時還可以實時了解家人的身體健康情況，當用戶在進行視頻通信時，控制器160可以截獲聊天對象的人臉視頻作為目標視頻；本實施例的終端還可以應用在個人自拍視頻或為他人拍攝視頻的場景下獲得心率信息。所以，進一步的，本實施例的目標視頻包括：在視頻聊天中截取的聊天對象的人臉視頻，個人自拍或為他人拍攝的人臉視頻。

採用本實施例的終端，可以通過含有目標對象人臉的目標視頻，獲取目標對象人臉上的光線在對應的時間段內的變化規律，根據變化規律確定目標對象的心率。由於本實施例中終端檢測心率使用的是人臉視頻，只需要利用終端自身的攝像頭或者從其他終端(或伺服器)接收視頻，而無需專門的心率檢測傳感器和設備，所以終端上無需額外的零部件，能夠極大的節省空間。進一步地，本實施例中用戶可以在利用終端進行視頻聊天過程中，截取家人或朋友的視頻進行心率分析，在與家人或朋友聊天的同時知道家人或朋友的心率信息，能夠極大的增強家庭和諧度並方便的照顧老年人，提高了用戶體驗。

需要說明的是，在本文中，術語「包括」、「包含」或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者裝置不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者裝置所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句「包括一個……」限定的要素，並不排除在包括該要素的過程、方法、物品或者裝置中還存在另外的相同要素。

上述本發明實施例序號僅僅為了描述，不代表實施例的優劣。

通過以上的實施方式的描述，本領域的技術人員可以清楚地了解到上述實施例方法可藉助軟體加必需的通用硬體平臺的方式來實現，當然也可以通過硬體，但很多情況下前者是更佳的實施方式。基於這樣的理解，本發明的技術方案本質上或者說對現有技術做出貢獻的部分可以以軟體產品的形式體現出來，該計算機軟體產品存儲在一個存儲介質(如ROM/RAM、磁碟、光碟)中，包括若干指令用以使得一臺終端設備(可以是手機，計算機，伺服器，空調器，或者網絡設備等)執行本發明各個實施例的方法。

上面結合附圖對本發明的實施例進行了描述，但是本發明並不局限於上述的具體實施方式，上述的具體實施方式僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領域的普通技術人員在本發明的啟示下，在不脫離本發明宗旨和權利要求所保護的範圍情況下，還可做出很多形式，這些均屬於本發明的保護之內。