基于视频的实时心率检测系统设计任务书

学院

人工智能学院

专业

通信工程

班级

20通信4

学生姓名

起止时间

2024年11月—2025年6月

毕设题目

主要研究目标

1.系统稳定性：系统应能稳定运行，实时处理视频流，并准确追踪人脸和检测心率。

2.心率检测准确性：心率检测算法应具有较高的准确性和可靠性，能够准确反映用户的心率变化。

3.用户友好性：系统界面友好，易于用户操作和理解。提供详细的帮助文档和用户指南，帮助用户快速上手。

4.扩展性与可维护性：系统设计应考虑未来的扩展性和可维护性，方便添加新的功能和优化现有功能。

主要研究内容

1.构建数据集：为了训练心率检测模型，首先构建一个包含大量人脸视频或图像的数据集。这些数据集应涵盖不同光照条件、角度、肤色和心率状态的人脸图像或视频片段，以确保模型的泛化能力。同时，标记出人脸区域和对应的心率数据，用于监督学习。

2.数据库设计：建立心率检测数据库，用于存储人脸特征信息、心率数据以及视频或图像元数据。设计合理的数据库结构，以提高数据检索和管理的效率，同时确保数据的安全性和隐私保护。

3.心率检测算法实现：结合OpenCV库，实现摄像头追踪人脸并分析面部血液变化以评估脉搏的功能。包括安装依赖库、设置摄像头获取实时视频流、人脸检测与对齐、颜色校正以及血流量计算等步骤。

4.用户界面设计：设计简洁、易用的用户界面，方便用户进行心率检测、历史数据查看和管理。界面应提供清晰的提示和反馈，使用户能够轻松理解系统的功能和操作流程。

研究方法

图像采集：使用高清摄像头捕捉人脸视频，确保视频质量清晰稳定。

人脸检测：利用OpenCV等图像处理库，采用预训练的人脸检测算法定位人脸区域。

人脸对齐与预处理：对人脸进行归一化或对齐处理，消除光照、角度等因素的干扰。

心率评估：根据血流量计算结果，采用适当的算法（如快速傅里叶变换FFT等）提取心率信号，并计算心率值。

说明书的要求

提供系统的使用指南，包括启动系统、进行心率检测、查看结果等操作步骤。同时，说明系统界面的主要功能和操作方式。

图纸要求

绘制系统的处理流程图，包括视频采集、人脸检测、血流量计算、心率评估等步骤的处理流程。

主要参考文献

[1]田健鹏,曹乐,阚秀,等.基于光电容积脉搏波的心理压力监测系统设计[J].智能计算机与应用,2024,14(08):203-208.

[2]赵红英,张建伟,冯媛,等.基于物联网技术的智慧健康监测系统设计与实现[J].现代电子技术,2024,47(15):157-162.

[3]钱烨.基于腕部声学传感器的心率和血压监测系统研究[D].西安理工大学,2024.

[4]徐健.一种空调区域人员散热散湿量监测系统设计[J].河北建筑工程学院学报,2024,42(02):141-147.

[5]Giraudat E ,Burtin A ,Ber L A , et al.Matrix imaging as a tool for high-resolution monitoring of deep volcanic plumbing systems with seismic noise[J].Communications Earth & Environment,2024,5(1):509-509.

指导教师

签名：高雪飞 年 月 日

系主任意见

审核通过

签名： 年 月 日

院长意见

审核通过

签名： 年 月 日