這個項(xiàng)目是關(guān)于什么的?

FacePulse是一種實(shí)時、非接觸式心率監(jiān)測系統(tǒng)。它只使用一個攝像頭和人工智能，通過面部視頻來測量你的心率——沒有電線，沒有可穿戴設(shè)備，沒有麻煩。

通過利用遠(yuǎn)程光電體積脈搏描記儀(rPPG)(一種光與皮膚中的血液相互作用的技術(shù));當(dāng)你的心臟跳動時，血液流動的變化會引起微小的、攝像頭可以檢測到的面部顏色變化，我們的系統(tǒng)會檢測到這些細(xì)微的信號。這些信號經(jīng)過處理后，顯示你的心率(BPM)——所有這些都來自一個簡單的攝像頭。

我為什么要建造它?

傳統(tǒng)的心率監(jiān)測方法，如心電圖或脈搏血氧儀都有缺點(diǎn)：

?需要身體接觸(長期使用不舒服)。

?不適合遠(yuǎn)程/家庭護(hù)理設(shè)置。

?依賴昂貴的臨床設(shè)備。

我想創(chuàng)建一個系統(tǒng)：

?無接觸和衛(wèi)生：無皮膚接觸意味著感染風(fēng)險降低-非常適合共用或家庭護(hù)理環(huán)境。

?價格合理且便攜：采用低成本硬件(樹莓派+相機(jī))，因此個人或社區(qū)都可以使用。

?多功能：非常適合遠(yuǎn)程醫(yī)療(例如，遠(yuǎn)程監(jiān)控老年親屬)，健身跟蹤(無需佩戴胸帶)，甚至未來的擴(kuò)展，如壓力檢測。

該系統(tǒng)還具有支持實(shí)時壓力檢測、遠(yuǎn)程診斷和未來智能健康可穿戴設(shè)備的潛力。

它是如何工作的?

FacePulse系統(tǒng)有4個關(guān)鍵組件：

1. 索尼AI相機(jī)

捕捉高分辨率的面部視頻。我們選擇它是因?yàn)樗錾哪w色靈敏度和低噪聲性能，這對拾取微小的rPPG信號至關(guān)重要。

2. 樹莓派5 (Processing Pipeline)

人臉檢測：使用OpenCV(一個開源的計(jì)算機(jī)視覺庫)來識別和隔離你的臉從視頻饋送。

rPPG信號提取：重點(diǎn)關(guān)注視頻中的綠色通道(血液中的血紅蛋白對綠光的吸收最強(qiáng)，因此該通道最適合檢測血流變化)。

心率計(jì)算：結(jié)合了CHROM算法(減少面部運(yùn)動的“噪音”，比如細(xì)微的頭部運(yùn)動)和FFT(快速傅立葉變換)(通過分析rPPG信號的頻率，將其轉(zhuǎn)換為心率讀數(shù))。

3. ThingSpeak云

接收您的BPM數(shù)據(jù)并存儲它。這可以讓醫(yī)生、護(hù)理人員或你隨時跟蹤心率趨勢——即使是在另一個城市。

4. 顯示

顯示實(shí)時心率數(shù)據(jù)，讓你得到即時反饋。

未來的改進(jìn)

我們已經(jīng)在測試升級，讓FacePulse變得更好：

?更智能的弱光補(bǔ)償：使用人工智能“照亮”和清理黑暗房間(例如，晚上的臥室)的視頻。早期的測試表明，這種方法可以將弱光誤差降低30%。

?人工智能驅(qū)動的運(yùn)動過濾：新的機(jī)器學(xué)習(xí)模型將忽略運(yùn)動“噪音”(比如說話或微笑)，以保持心率讀數(shù)準(zhǔn)確——即使你在運(yùn)動。

?多樣化的膚色和光照測試：我們正在擴(kuò)展更多膚色和極端光照(陽光，辦公室燈)的測試，以確保每個人都得到可靠的結(jié)果。

為什么這很重要?

FacePulse將普通相機(jī)變成了健康工具。它適合任何想要簡單、非接觸式心率跟蹤的人——無論你是在監(jiān)測你所愛的人，還是在為馬拉松訓(xùn)練，或者只是對你的健康狀況感到好奇。因?yàn)樗墙⒃陂_源工具(如OpenCV)和可負(fù)擔(dān)的硬件上的，所以它是一個任何人都可以復(fù)制或構(gòu)建的項(xiàng)目。

代碼

本文編譯自hackster.io