基于深度图像的非接触式呼吸检测算法研究
作者:
作者单位:

(1.常州大学 信息科学与工程学院,江苏 常州 213164;2.佛罗里达大学计算机视觉研究中心,佛罗里达 32118)

作者简介:

陈永康(1993-),男,江苏常州人,主要从事机器视觉方向的研究。 侯振杰(1973-),男 ,内蒙古呼和浩特市人,教授,硕士研究生导师,主要从事机器视觉方向的的研究。[FQ)]

基金项目:

国家自然科学基金(61063021);江苏省产学研前瞻性联合研究项目(BY2015027-12)。


Research on a Non-contact Breathing Detection Algorithm Based on Depth
Author:
Affiliation:

(1.College of Information Science and Engineering, Changzhou University, Changzhou 213164,China;2.Center for Research in Computer Vision, University of Central Florida, Orlando 32118,USA)

  • 摘要
  • | |
  • 访问统计
  • |
  • 参考文献 [19]
  • |
  • 相似文献 [20]
  • | | |
  • 文章评论
    摘要:

    呼吸是人的基本生命活动,监测呼吸可以得知呼吸道和胸廓运动的生理、病理学状态,对某些呼吸系统疾病的诊断有重要的参考价值;提出了一种非接触式呼吸监测方法:对红外视频流中的每帧胸腹部区域数据进行降维,计算所有胸腹部区域数据的方差,将一定时间段内的方差序列进行低通滤波;最后根据方差序列可以获得该段时间内的呼吸频率和呼吸暂停时间;提出的非接触式呼吸检测算法在不影响被监测者正常睡眠活动的情况下,可以准确获取呼吸频率与其他相关参数,为健康监测和相关疾病的诊断提供了数据支持;日常家居场景的实验中,检测到的呼吸次数与实际完全一致,并且与实际胸腹部起伏变化基本同步,较好的保证了结果的准确性。

    Abstract:

    Breathing monitoring plays an important role in monitoring respiratory physiology of chest movement, pathological condition, and the diagnosis of certain diseases of the respiratory. Presents a method for non-contact monitoring of breathing. Dimensionality reduction is applied to the infrared region of the video stream data chest and abdomen. The standard deviation of the data in the chest and abdomen areas is then calculated within a time window. A sequence of standard deviations are generated and passed to a low-pass filter. The proposed non-contact monitoring of breathing method can get an accurate respiratory rate and other parameters for the monitoring and diagnosis of health related diseases without affecting normal sleep activity. Respiratory rate and breathing pause time can be obtained based on the filtered standard deviation data.We carried out experiments in a home-based environment. The experimental results show that our developed system can calculate the number of breaths that is consistent with the actual number of breaths.

    参考文献
    [1] Denissova S I, Yewondwossen M H, Andrew J W, et al.A gated deep inspiration breath-hold radiation therapy technique using a linear position transducer..Journal of Applied Clinical Medical Physics, 2005,6(1):61-70.
    [2] Cheng C M, Hsu Y L, Young C M, et al.Development of a portable device for telemonitoring of snoring and obstructive sleep apnea syndrome symptoms..Telemedicine journal and e-health :the official journal of the American Telemedicine Association, 2008,4(1):55-68.
    [3] Ng A K, Tong S K, Abeyratne U R, et al.Investigation of Obstructive Sleep Apnea Using Nonlinear Mode Interactions in Nonstationary Snore Signals.Annals of Biomedical Engineering, 2009,7(9):1796-806.
    [4] Varith J, Hyde G M, Baritelle A L, et al.Non-contact bruise detection in apples by thermal imaging.Innovative Food Science & Emerging Technologies, 2003,4(2):211-218.
    [5] Zhu Z, Fei J, Pavlidis I.Tracking human breath in infrared imaging.Bioinformatics and Bioengineering, 2005.BIBE 2005.Fifth IEEE Symposium on.2005:227-231.
    [6] Benetazzo F, Freddi A, Monteriù A, et al.Respiratory rate detection algorithm based on RGB-D camera:theoretical background and experimental results..Healthcare Technology Letters, 2014,1(3):81-86.
    [7] Noonan P J, Howard J, Hallett W A, et al.Repurposing the Microsoft Kinect for Windows v2 for external head motion tracking for brain PET..Physics in Medicine & Biology, 2015,0(22):8753-66.
    [8] 单禹皓, 陈通, 温万惠等.呼吸信号的非接触式测量.计算机科学, 2015,2(10):43-44.
    [9] 张鹏飞, 张华, 拜军等.呼吸信号检测技术研究现状.国际生物医学工程杂志, 2012,5(6):365-368.[ZK)]
    [10] 田芳洁, 孙建军, 陈实.从文献计量学看近10年OSA研究的发展.医学综述, 2010,6(17):2690-2694.
    [11] 戴鹏, 曹忠丽, 陈飞鸣等.一种非接触式人体生理信号监测方法.传感器与微系统, 2013,2(3):49-52.
    [12] 李烈熊, 苏两河.基于Gabor小波+PCA+LDA特征提取方法的人脸表情识别.机电技术, 2011,4(6):18-20.
    [13] 文斌, 徐顺来, 罗爱民.基于SVM二叉树的猪呼吸系统疾病诊断方法的研究(摘要)(英文).Agricultural Science & Technology, 2011,9(3):7839-7841.
    [14] 张政波, 俞梦孙, 李若新等.背心式呼吸感应体积描记系统设计.航天医学与医学工程, 2006,9(5):377-381.
    [15] 刘宝华.一种新的阻抗式呼吸检测系统的设计.生物医学工程学杂志, 2003,0(3):527-530.
    [16] 吴丹, 徐效文, 王磊等.穿戴式动态睡眠呼吸监测系统的设计.传感技术学报, 2010,3(3):322-325.
    [17] 欧阳顺林, 郑佩霞, 褚玉敏等.便携式多导睡眠呼吸监测在成人阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征诊断中的应用.中国耳鼻咽喉颅底外科杂志, 2012,8(2):111-113.
    [18] 王芳.六导睡眠呼吸监测仪的使用和护理.中华全科医学, 2005,3(5):378-378.
    [19] 宋江雪, 王波涛.基于图像的树木测量方法.计算机测量与控制, 2016,4(10):9-12.
    引证文献
    网友评论
    网友评论
    分享到微博
    发 布
引用本文

陈永康,侯振杰,陈宸,梁久帧,苏海明.基于深度图像的非接触式呼吸检测算法研究计算机测量与控制[J].,2017,25(7):213-217.

复制
分享
文章指标
  • 点击次数:1539
  • 下载次数: 921
  • HTML阅读次数: 0
  • 引用次数: 0
历史
  • 收稿日期:2016-12-26
  • 最后修改日期:2017-02-06
  • 在线发布日期: 2017-08-10
文章二维码