人体皮肤彩色视频误差分析及一致性提高

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人体皮肤彩色视频误差分析及一致性提高

闫勇刚, 邓小玲, 马祥, 欧阳健飞

文章导航 > 红外与激光工程 > 2016 > 45(S1): 222-226

闫勇刚, 邓小玲, 马祥, 欧阳健飞. 人体皮肤彩色视频误差分析及一致性提高[J]. 红外与激光工程, 2016, 45(S1): 222-226. doi: 10.3788/IRLA201645.S126005

引用本文:

闫勇刚, 邓小玲, 马祥, 欧阳健飞. 人体皮肤彩色视频误差分析及一致性提高[J]. 红外与激光工程, 2016, 45(S1): 222-226. doi: 10.3788/IRLA201645.S126005

Yan Yonggang, Deng Xiaoling, Ma Xiang, Ouyang Jianfei. Error analysis and consistency improvement for human skin color videos[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(S1): 222-226. doi: 10.3788/IRLA201645.S126005

Citation:

Yan Yonggang, Deng Xiaoling, Ma Xiang, Ouyang Jianfei. Error analysis and consistency improvement for human skin color videos[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(S1): 222-226. doi: 10.3788/IRLA201645.S126005

人体皮肤彩色视频误差分析及一致性提高

doi: 10.3788/IRLA201645.S126005

1.
河南理工大学机械与动力工程学院,河南焦作 454003;
2.
天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室,天津 300072

基金项目:

国家自然科学基金(61178040);河南省高等学校重点科研项目(16A413006)

作者简介:
闫勇刚(1977-),男,讲师,博士,主要从事人体生物医学信号检测方面的研究。Email:tjzyan@tju.edu.cn

中图分类号: TN391

Error analysis and consistency improvement for human skin color videos

1.
School of Mechanical and Power Engineering,Henan Polytechnic University,Jiaozuo 454003,China;
2.
State Key Laboratory of Precision Measuring Technology and Instruments,Tianjin University,Tianjin 300072,China

摘要: 人体皮肤彩色视频测量是实现远程无创生理参数监测技术的基础和关键,而视频图像的一致性常常决定着生理参数的测量精度。从视频人体皮肤测量误差出发,提出了一种基于尺度不变特征变换和小波变换的视频稳定方法并应用此方法进行皮肤视频图像一致性研究。分析了影响视频一致性的误差因素,建立了视频图像误差数学模型。在此基础上,利用尺度不变特征变换算法提取皮肤视频图像的匹配特征点对;并采用仿射变换进行视频全局运动参数估计,完成了视频运动补偿。采用统计方法评估了视频稳定前后的一致性效果。结果表明,所提出的方法能有效地改进皮肤视频图像的稳定性和一致性,为进一步利用彩色视频准确提取人体生理参数以及研究穴位光学特性奠定基础。
- 皮肤彩色视频 /
- 非接触测量 /
- 一致性 /
- 尺度不变特征 /
- 误差分析
Abstract: Skin color video measurements are very important in remote and non-invasive physiological monitoring, and its consistency always affects the measurement accuracy of physiological parameters like heart rate. An image-stabilization method was presented based on Scale Invariant Feature Transform (SIFT) and Wavelet Transform(WT), and was applied to improve the consistency of skin videos image. The video image error was analyzed and an error mathematical model was built. Based on that, the matched pair-points of skin video images was extracted using SIFT algorithm, and on the global motion parameter estimation was carried for the skin videos image to achieve the motion compensation. Finally, a statistics computation was used to evaluate the consistency effects. The results show that the proposed method is valid and correct for improving the consistency of skin videos image, and it lays a foundation for further physiological parameters calculation and studying the optical characteristics of the acupoints.
- skin color video /
- noncontact measurement /
- consistency /
- SIFT /
- error analysis

[1]	Verkruysse W, Svaasand L O, Nelson J S. Remote plethysmographic imaging using ambient light[J]. Optics Express, 2008, 16:21434-45.
[2]	Scully C, Lee J S, Meyer J, et al. Physiological parameter monitoring from optical recordings with a mobile phone[J]. IEEE Transactions on Biomedical Engineering, 2012, 59:303-306.
[3]	Zhao F, Li M, Qian Y, et al. Remote measurements of heart and respiration rates for telemedicine[J]. PLOS One, 2013, 8:e71384.
[4]	Poh M Z, Mcduff D J, Picard R W. Non-contact, automated cardiac pulse measurements using video imaging and blind source separation[J]. Optics Express, 2010, 18:10762.
[5]	Yang Xinfeng, Teng Shuhua, Xia Dong. SIFT matching algorithm with geometry constraint[J]. Infrared and Laser Engineering, 2013, 42(12):3496-3501. (in Chinese) 杨新锋, 滕书华, 夏东. 基于空间变换迭代的SIFT特征图像匹配算法[J]. 红外与激光工程, 2013, 42(12):3496-3501.
[6]	Yu Jun, Wang Zengfu. Real-time and robust video stabiliazation system based on SIFT feature matching[J]. Systems Engineering and Electronics, 2014, 36(2):390-395. (in Chinese) 於俊, 汪增福. 基于SIFT特征匹配的实时鲁棒视频去抖系统[J]. 系统工程与电子技术, 2014, 36(2):390-395.
[7]	Lin Jinmei, Zhou Fugen, Jin Ting. Stabilization algorithm based on SIFT feature for dynamic airborne video[J]. Infrared and Laser Engineering, 2011, 40(12):2552-2557. (in Chinese) 林锦梅, 周付根, 金挺. 采用SIFT特征的空基动态视频稳定技术[J]. 红外与激光工程, 2011, 40(12):2552-2557.
[8]	Steven L Jacques. Optical properties of biological tissues:a review[J]. Physics in Medicine and Biology, 2013, 58(11):R37-R61.
[9]	Bashkatov A N, Genina E A, Tuchin V V. Optical properties of skin, subcutaneous, and muscle tissues:a review[J]. J Innovative Opt Health Sci, 2011, 4(1):9-38.
[10]	Yang Shenqi, Wolf W, Vijaykrishnan N. Power and performance analysis of motion estimation based on hardware and software realization[J]. IEEE Transitions on Computers, 2005, 54(6):714-726.
[11]	Yan Yonggang, Ma Xiang, Yao Lifeng, et al. Noncontact measurement of heart rate using facial video illuminated under natural light[J]. Bio-medical Materials and Engineering, 2015, 26:s903-s909.

[1]	赵文赫, 白杨杨, 王劲凯, 张立中. 基于双PSD的三维测角传感器精度分析 . 红外与激光工程, 2024, 53(2): 20230543-1-20230543-11. doi: 10.3788/IRLA20230543
[2]	王添, 吴卫, 张紫芸馨. 利用近红外吸收光谱特性实现酒精浓度的非接触式测量系统的设计 . 红外与激光工程, 2023, 52(12): 20230510-1-20230510-7. doi: 10.3788/IRLA20230510
[3]	范芯蕊, 刁晓飞, 吴剑威, 康岩辉. 高精度轴对称非球面反射镜轮廓测量方法（特邀） . 红外与激光工程, 2022, 51(9): 20220500-1-20220500-8. doi: 10.3788/IRLA20220500
[4]	宋俊儒, 邢辉, 裴景洋, 杨天远, 穆生博. 低温镜头能量集中度测试及其误差分析 . 红外与激光工程, 2019, 48(7): 717007-0717007(7). doi: 10.3788/IRLA201948.0717007
[5]	马磊, 张子昂. 双向反射分布函数测量装置设计及指向精度分析 . 红外与激光工程, 2019, 48(5): 517003-0517003(6). doi: 10.3788/IRLA201948.0517003
[6]	安其昌, 张景旭, 杨飞, 赵宏超. GSSMP转动精度的测量与标定 . 红外与激光工程, 2018, 47(9): 917004-0917004(7). doi: 10.3788/IRLA201847.0917004
[7]	金星, 洪延姬, 常浩, 李南雷. 用于激光微烧蚀冲量测量噪声误差的蒙特卡洛分析方法 . 红外与激光工程, 2018, 47(11): 1102002-1102002(7). doi: 10.3788/IRLA201847.1102002
[8]	叶思熔, 江万寿, 李金龙, 刘晓波. 某大视场机载摆扫红外扫描仪几何成像仿真与误差分析 . 红外与激光工程, 2017, 46(4): 420005-0420005(6). doi: 10.3788/IRLA201746.0420005
[9]	常凌颖, 赵俊香, 郑爱国, 杜丹. 基于孔径分割的全斯托克斯测量仪的误差分析 . 红外与激光工程, 2017, 46(10): 1017004-1017004(8). doi: 10.3788/IRLA201772.1017004
[10]	涂晓波, 陈爽, 苏铁, 母金河, 杨富荣. 光腔衰荡光谱技术用于OH浓度测量的误差分析 . 红外与激光工程, 2017, 46(2): 239002-0239002(6). doi: 10.3788/IRLA201746.0239002
[11]	张海燕, 管建安, 庄馥隆, 汪洋, 陈安森, 龚海梅. 红外焦平面低温形变测试方法及其误差分析 . 红外与激光工程, 2016, 45(5): 504001-0504001(3). doi: 10.3788/IRLA201645.0504001
[12]	樊超楠, 刘巍, 刘阳, 王灵丽, 贾振元. 激光辅助的大型回转类零件直径实时测量方法 . 红外与激光工程, 2016, 45(11): 1106006-1106006(7). doi: 10.3788/IRLA201645.1106006
[13]	王昊京, 王建立, 吴量, 杨轻云, 王鸣浩. 用空间解析几何法进行天文定位定向的误差分析 . 红外与激光工程, 2015, 44(8): 2364-2374.
[14]	薛海建, 郭晓松, 周召发, 魏皖宁. 激光陀螺任意二位置寻北仪及误差分析 . 红外与激光工程, 2015, 44(6): 1784-1789.
[15]	戚二辉, 罗霄, 李明, 郑立功, 张学军. 五棱镜扫描技术检测大口径平面镜的误差分析 . 红外与激光工程, 2015, 44(2): 639-646.
[16]	胡亚东, 胡巧云, 孙斌, 王羿, 洪津. 暗电流对短波红外偏振测量精度的影响 . 红外与激光工程, 2015, 44(8): 2375-2381.
[17]	杨晓杰, 李向军, 刘建军. 石英玻璃太赫兹光学参数测量的误差分析 . 红外与激光工程, 2015, 44(6): 1827-1831.
[18]	张刘, 支帅. 双目测量系统目标相对位置误差分析 . 红外与激光工程, 2014, 43(S1): 116-122.
[19]	王敏, 黄成功, 郭正红, 许振领, 亓凤杰, 李华. 红外成像导引头闭环注入式仿真试验系统设计及一致性分析 . 红外与激光工程, 2014, 43(10): 3211-3216.
[20]	王洋, 颜昌翔, 汪逸群, 高志良. 扫描镜非接触式检测系统的位置误差分析 . 红外与激光工程, 2013, 42(7): 1804-1808.

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人体皮肤彩色视频误差分析及一致性提高

doi: 10.3788/IRLA201645.S126005

1. 河南理工大学机械与动力工程学院,河南焦作 454003;

2. 天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室,天津 300072

作者简介:
闫勇刚(1977-),男,讲师,博士,主要从事人体生物医学信号检测方面的研究。Email:tjzyan@tju.edu.cn

收稿日期: 2016-02-21
修回日期: 2016-03-03
刊出日期: 2016-05-25

基金项目:

国家自然科学基金(61178040);河南省高等学校重点科研项目(16A413006)

中图分类号: TN391

关键词:

摘要: 人体皮肤彩色视频测量是实现远程无创生理参数监测技术的基础和关键,而视频图像的一致性常常决定着生理参数的测量精度。从视频人体皮肤测量误差出发,提出了一种基于尺度不变特征变换和小波变换的视频稳定方法并应用此方法进行皮肤视频图像一致性研究。分析了影响视频一致性的误差因素,建立了视频图像误差数学模型。在此基础上,利用尺度不变特征变换算法提取皮肤视频图像的匹配特征点对;并采用仿射变换进行视频全局运动参数估计,完成了视频运动补偿。采用统计方法评估了视频稳定前后的一致性效果。结果表明,所提出的方法能有效地改进皮肤视频图像的稳定性和一致性,为进一步利用彩色视频准确提取人体生理参数以及研究穴位光学特性奠定基础。

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