4种基于rPPG的非接触式心率估计方法的性能评估

摘要

目的:评估2SR(spatial subspace rotation)、POS(plane-orthogonal-to-skin)、Project_ICA和联合盲源分离与集合经验模态分解(joint blind source separation and ensemble empirical mode decomposition,JBSS_EEMD)4种具有代表性的基于远程光电容积脉搏波描记术(remote photoplethysmography,rPPG)的心率估计方法的性能.方法:采集黄种人和黑种人受试者的面部视频用于估计心率,同时用透射式手指脉搏血氧仪采集受试者的参考心率,在静止状态下和运动恢复状态下分别用4种方法估计受试者的心率,并与参考心率进行对比.结果:实验结果表明,在黄种人组处于静止和运动恢复状态以及黑种人组处于静止状态3种场景下,POS和Project_ICA方法的心率估计效果优于2SR和JBSS_EEMD方法.但在黑种人组处于运动恢复状态的场景下,4种方法的心率估计效果都较差.结论:在黄种人组处于静止和运动恢复状态以及黑种人组处于静止状态的场景下,引入皮肤反射模型,可以有效提高基于rPPG的非接触式心率估计方法的准确性.