基于反射光角度估计的远程光聚体测量仪
Xuanhe Fan1, Fangwu Liu2, Jinjin Zhang1
1China University of Geosciences, Wuhan, China, School of Automation, Hubei Key Laboratory of Advanced Control and Intelligent Automation for Complex Systems, People's Republic of China.
Physiological measurement
|March 2, 2024
概括
镜面反射的光显著影响成像光电脉学 (iPPG) 心率 (HR) 的准确性. 本研究提出了一种估计反射光角度的方法,改善了在明亮环境中HR的测量.
科学领域:
- 生物医学工程 生物医学工程
- 光学传感传感器是什么?
- 生理监测 生理监测
背景情况:
- 之前对图像光电显微镜 (iPPG) 用于心率 (HR) 测量的研究集中在光强度,面部反射角度和运动器件上.
- 镜面反射光对iPPG精度的特定影响尚未被彻底研究.
- 了解和减轻反射反射对于强大的HR估计至关重要.
研究的目的:
- 调查光镜反射光对基于iPPG的HR估计准确性的影响.
- 开发和验证一种用于估计反射光的方向的方法.
- 提高HR测量的准确性,特别是在具有挑战性的照明条件下.
主要方法:
- 收集了来自25个对象的100个视频,分别采用了四个不同的镜面反射角度.
- 提取了面部区域的角度和照明,使用插值来匹配样本点.
- 通过确定在合适曲线中最大重量的角度来估计反射光的角度.
主要成果:
- 发现,增加镜面反射的光线会降低HR估计的准确性.
- 在60度反射角度,HR精度 (ACC) 提高了0.7%,与0度相比,信号噪声比和皮尔森相关系数分别增加了0.8dB和0.035,相比之下.
- 拟议的方法实现了低误差率 (RMSE: 1.173°,SD: 0.978°,平均误差: 0.773°) 的反射光角度估计和提高了1.73%的平均HR ACC在PURE数据集与传统方法相比.
结论:
- 镜面反射的光是影响iPPG HR测量准确性的重要因素.
- 开发的估计反射光角度的方法提高了HR测量精度.
- 这种技术具有临床应用的潜力,特别是在明亮的外科环境中,用于精确的血液体积监测.
