A New Framework for Robust Heart Rate Measurement Based on the Head Motion State Estimation

计算机科学 人工智能 计算机视觉 运动估计 运动(物理) 估计 方向(向量空间) 卡尔曼滤波器 运动分析 国家(计算机科学) 模式识别(心理学) 算法
作者
JongSong Ryu,SunChol Hong,Shili Liang,SinIl Pak,Qingyue Chen,Shifeng Yan
出处
期刊:IEEE Journal of Biomedical and Health Informatics [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:25 (9): 3428-3437
标识
DOI:10.1109/jbhi.2021.3083917
摘要

It is of great significance in managing human health, preventing and curing diseases such as heart disease to measure and monitor the physiological parameters accurately and robustly. However, imaging photoplethysmography (iPPG) can be easily affected by the ambient illumination variations or the subject's motions. In this paper, therefore, a novel framework of heart rate (HR) measurement robust to both illumination and motion artefacts is proposed, which combines the projection-plane-switching-based iPPG method (2PS) with the singular spectrum analysis (SSA). Based on the estimation of the head motion state, one reasonable projection plane is firstly determined, the temporally normalized red-green-blue signals are projected onto the plane and a pulse signal is obtained by alpha-tuning. After that, singular spectrum analysis (SSA) is applied to the obtained pulse signal and the normalized B-channel signal of the facial region of interest (ROI) to remove the artefacts remained in the pulse signal. For the self-collected database and the public PURE database, Bland-Altman plots show that the proposed 2PS-SSA has better agreement than the five compared methods, where the mean biases are 0.59 beat per minute (bpm) and 0.034 bpm, with 95% limits from −2.59 bpm to 3.78 bpm and from -1.97 bpm to 2.04 bpm, respectively.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
3秒前
哄哄发布了新的文献求助10
4秒前
东方元语应助莫之白采纳,获得30
7秒前
7秒前
evans完成签到,获得积分10
8秒前
夏初序发布了新的文献求助10
9秒前
liuyang完成签到 ,获得积分10
12秒前
aaron9898完成签到,获得积分10
13秒前
西西发布了新的文献求助30
14秒前
14秒前
15秒前
16秒前
Ava应助虾乐采纳,获得10
19秒前
19秒前
20秒前
情怀应助爱喝奶茶的柚子采纳,获得10
20秒前
doublenine18发布了新的文献求助10
20秒前
林海发布了新的文献求助10
21秒前
Soso完成签到 ,获得积分10
22秒前
liuxiao发布了新的文献求助10
23秒前
wjunj发布了新的文献求助50
23秒前
24秒前
24秒前
24秒前
田様应助夏初序采纳,获得10
24秒前
youyoujing发布了新的文献求助10
25秒前
testmanfuxk完成签到,获得积分10
27秒前
达尔文发布了新的文献求助10
28秒前
桐桐应助无限的信封采纳,获得10
29秒前
30秒前
30秒前
32秒前
33秒前
34秒前
srrr完成签到 ,获得积分10
35秒前
科研通AI6.2应助达尔文采纳,获得10
35秒前
英吉利25发布了新的文献求助10
36秒前
37秒前
林子完成签到,获得积分20
37秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Developing Genetic Editing Tools for Lysobacter 2000
卤化钙钛矿人工突触的研究 2000
Моделирование процессов самоорганизации в кристаллообразующих системах 1000
History of U.S. Space Surveillance and Satellite Cataloging 1000
Malcolm Fraser : a biography 700
Handbook of Optical Systems,Volume 6:Advanced Physical Optics 666
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6514455
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8307915
关于积分的说明 17753560
捐赠科研通 5616319
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2924666
邀请新用户注册赠送积分活动 1901610
关于科研通互助平台的介绍 1763068