FacePulse：非接触式心率监测仪

这个项目是关于什么的?

FacePulse是一种实时、非接触式心率监测系统。它只使用一个摄像头和人工智能，通过面部视频来测量你的心率——没有电线，没有可穿戴设备，没有麻烦。

通过利用远程光电体积脉搏描记仪(rPPG)(一种光与皮肤中的血液相互作用的技术);当你的心脏跳动时，血液流动的变化会引起微小的、摄像头可以检测到的面部颜色变化，我们的系统会检测到这些细微的信号。这些信号经过处理后，显示你的心率(BPM)——所有这些都来自一个简单的摄像头。

我为什么要建造它?

传统的心率监测方法，如心电图或脉搏血氧仪都有缺点：

•需要身体接触(长期使用不舒服)。

•不适合远程/家庭护理设置。

•依赖昂贵的临床设备。

我想创建一个系统：

•无接触和卫生：无皮肤接触意味着感染风险降低-非常适合共用或家庭护理环境。

•价格合理且便携：采用低成本硬件(树莓派+相机)，因此个人或社区都可以使用。

•多功能：非常适合远程医疗(例如，远程监控老年亲属)，健身跟踪(无需佩戴胸带)，甚至未来的扩展，如压力检测。

该系统还具有支持实时压力检测、远程诊断和未来智能健康可穿戴设备的潜力。

它是如何工作的?

FacePulse系统有4个关键组件：

1. 索尼AI相机

捕捉高分辨率的面部视频。我们选择它是因为它出色的肤色灵敏度和低噪声性能，这对拾取微小的rPPG信号至关重要。

2. 树莓派5 (Processing Pipeline)

人脸检测：使用OpenCV(一个开源的计算机视觉库)来识别和隔离你的脸从视频馈送。

rPPG信号提取：重点关注视频中的绿色通道(血液中的血红蛋白对绿光的吸收最强，因此该通道最适合检测血流变化)。

心率计算：结合了CHROM算法(减少面部运动的“噪音”，比如细微的头部运动)和FFT(快速傅立叶变换)(通过分析rPPG信号的频率，将其转换为心率读数)。

3. ThingSpeak云

接收您的BPM数据并存储它。这可以让医生、护理人员或你随时跟踪心率趋势——即使是在另一个城市。

4. 显示

显示实时心率数据，让你得到即时反馈。

未来的改进

我们已经在测试升级，让FacePulse变得更好：

•更智能的弱光补偿：使用人工智能“照亮”和清理黑暗房间(例如，晚上的卧室)的视频。早期的测试表明，这种方法可以将弱光误差降低30%。

•人工智能驱动的运动过滤：新的机器学习模型将忽略运动“噪音”(比如说话或微笑)，以保持心率读数准确——即使你在运动。

•多样化的肤色和光照测试：我们正在扩展更多肤色和极端光照(阳光，办公室灯)的测试，以确保每个人都得到可靠的结果。

为什么这很重要?

FacePulse将普通相机变成了健康工具。它适合任何想要简单、非接触式心率跟踪的人——无论你是在监测你所爱的人，还是在为马拉松训练，或者只是对你的健康状况感到好奇。因为它是建立在开源工具(如OpenCV)和可负担的硬件上的，所以它是一个任何人都可以复制或构建的项目。

代码

本文编译自hackster.io