這個(gè)項(xiàng)目是關(guān)于什么的?

FacePulse是一種實(shí)時(shí)、非接觸式心率監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。它只使用一個(gè)攝像頭和人工智能，通過(guò)面部視頻來(lái)測(cè)量你的心率——沒(méi)有電線，沒(méi)有可穿戴設(shè)備，沒(méi)有麻煩。

通過(guò)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(dòng)時(shí)，血液流動(dòng)的變化會(huì)引起微小的、攝像頭可以檢測(cè)到的面部顏色變化，我們的系統(tǒng)會(huì)檢測(cè)到這些細(xì)微的信號(hào)。這些信號(hào)經(jīng)過(guò)處理后，顯示你的心率(BPM)——所有這些都來(lái)自一個(gè)簡(jiǎn)單的攝像頭。

我為什么要建造它?

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

?需要身體接觸(長(zhǎng)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(gè)系統(tǒng)：

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

?價(jià)格合理且便攜：采用低成本硬件(樹(shù)莓派+相機(jī))，因此個(gè)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(wú)需佩戴胸帶)，甚至未來(lái)的擴(kuò)展，如壓力檢測(cè)。

該系統(tǒng)還具有支持實(shí)時(shí)壓力檢測(cè)、遠(yuǎn)程診斷和未來(lái)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(gè)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(duì)拾取微小的rPPG信號(hào)至關(guān)重要。

2. 樹(shù)莓派5 (Processing Pipeline)

人臉檢測(cè)：使用OpenCV(一個(gè)開(kāi)源的計(jì)算機(jī)視覺(jué)庫(kù))來(lái)識(shí)別和隔離你的臉從視頻饋送。

rPPG信號(hào)提?。褐攸c(diǎn)關(guān)注視頻中的綠色通道(血液中的血紅蛋白對(duì)綠光的吸收最強(qiáng)，因此該通道最適合檢測(cè)血流變化)。

心率計(jì)算：結(jié)合了CHROM算法(減少面部運(yùn)動(dòng)的“噪音”，比如細(xì)微的頭部運(yùn)動(dòng))和FFT(快速傅立葉變換)(通過(guò)分析rPPG信號(hào)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(chǔ)它。這可以讓醫(yī)生、護(hù)理人員或你隨時(shí)跟蹤心率趨勢(shì)——即使是在另一個(gè)城市。

4. 顯示

顯示實(shí)時(shí)心率數(shù)據(jù)，讓你得到即時(shí)反饋。

未來(lái)的改進(jìn)

我們已經(jīng)在測(cè)試升級(jí)，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(cè)試表明，這種方法可以將弱光誤差降低30%。

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

?多樣化的膚色和光照測(cè)試：我們正在擴(kuò)展更多膚色和極端光照(陽(yáng)光，辦公室燈)的測(cè)試，以確保每個(gè)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(jiǎn)單、非接觸式心率跟蹤的人——無(wú)論你是在監(jiān)測(cè)你所愛(ài)的人，還是在為馬拉松訓(xùn)練，或者只是對(duì)你的健康狀況感到好奇。因?yàn)樗墙⒃陂_(kāi)源工具(如OpenCV)和可負(fù)擔(dān)的硬件上的，所以它是一個(gè)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