光电子·激光2024,Vol.35Issue(4) :388-395.DOI:10.16136/j.joel.2024.04.0184

基于TDM-EfficientPhys的人脸视频HR检测方法

Face video HR detection method based on TDM-EfficientPhys

成向北 张俊生 王玉 王明泉 贺文靖 商奥雪
光电子·激光2024,Vol.35Issue(4) :388-395.DOI:10.16136/j.joel.2024.04.0184

基于TDM-EfficientPhys的人脸视频HR检测方法

Face video HR detection method based on TDM-EfficientPhys

成向北 1张俊生 2王玉 1王明泉 1贺文靖 1商奥雪1
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作者信息

  • 1. 中北大学信息与通信工程学院,山西太原 030051
  • 2. 太原工业学院电子工程系,山西太原 030051
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摘要

为了实现高精度的人脸视频心率(heart rate,HR)检测,本文提出了 一种基于改进Efficient-Phys网络的人脸视频HR检测方法:TDM-EfficientPhys.首先,引入时间导数网络(temporal de-rivative network,TDM-Net),有效地保留了远程光电容积脉博波描记术(remote photoplethysmog-raphy,rPPG)信号的时间特征.然后,调整EfficientPhys的Dropout参数,嵌入残差结构,有效地避免梯度消失和网络退化问题,并且将TDM-Net和改进后的EfficientPhys网络以跳跃连接的方式实现时序和空间信息的特征融合,提高检测精度.最后,使用两个公开的数据集PURE和UBFC-rPPG来验证本文所提出模型的有效性,实验表明,本文方法测试的均方根误差(RMSE)降低至2.387,平均绝对误差(MAE)降低至2.040,与现有的模型相比,本文方法显示了更好的网络性能和更精准的HR.

Abstract

To achieve high-precision detection of heart rate(HR)from face videos,this paper proposes a face video HR detection method based on the improved EfficientPhys network:TDM-EfficientPhys.First,the temporal derivative network(TDM-Net)is introduced to effectively preserve the temporal characteristics of the remote photoplethysmography(rPPG)signal.Then,the Dropout parameter of Effi-cientPhys is adjusted to embed the residual structure,which effectively avoids gradient disappearance and network degradation problems.In addition,TDM-Net and the improved EfficientPhys network are con-nected through skip connections to realize feature fusion of time series and spatial information to improve detection accuracy.In the end,two publicly available datasets,PURE and UBFC-rPPG,are used to vali-date the proposed model in this paper.Experiments show that root mean square error(RMSE)of the method tested in this paper is reduced to 2.387 and mean absolute error(MAE)is reduced to 2.040,which shows better network performance and more accurate HR compared with existing models.

关键词

心率(HR)检测/深度学习/残差结构/卷积神经网络

Key words

heart rate(HR)detection/deep learning/residual structures/convolutional neural net-works

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基金项目

山西省重点研发计划(201803D121069)

山西省高等学校科技创新项目(2020L0624)

信息探测与处理山西省重点实验室开放基金(ISPT2020-5)

出版年

2024
光电子·激光
天津理工大学 中国光学学会

光电子·激光

北大核心
影响因子:1.437
ISSN:1005-0086
参考文献量18
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