Kamerabasiertes System zur kontaktlosen Messung der momentanen Herzfrequenz für den Einsatz unter realen Umgebungsbedingungen

Timon Blöcher
2020
In der vorliegenden Arbeit wird das Messprinzip Photoplethysmography Imaging (PPGI) detailliert analysiert und auf dieser Basis ein System zur kontinuierlichen, kamerabasierten Remote-Messung der Herzfrequenz konzipiert. Der Fokus liegt dabei auf dem Entwurf algorithmischer Ansätze, die eine robuste Erfassung auch in alltäglichen und hinsichtlich Artefakteinflüssen herausfordernden Szenarien ermöglichen. In diesem Zusammenhang werden zunächst das grundlegende Systemkonzept, eine als
more » ... - und Evaluationsbasis dienende Datenbank, sowie spezielle, auf die Artefaktkompensation ausgerichtete Algorithmen vorgestellt. Als Beispiel kann der Entwurf eines Multi-Patch-Algorithmus zur adaptiven Wahl geeigneter Subregionen innerhalb der gewählten Messregion Gesicht genannt werden. Zur Untersuchung der zentralen Fragestellung der Einsetzbarkeit und erzielbaren Genauigkeit in Alltagsszenarien wird das entworfene PPGI-System hinsichtlich der Anwendungsfälle "Belastungsmonitoring am Büroarbeitsplatz" und "Fahrerbeobachtung im Automobil" evaluiert. Während der Fokus im stationären Büro-Setting auf der Untersuchung der Machbarkeit einer PPGI-basierten Analyse der Herz- bzw. Pulsratenvariabilität (HRV/PRV) liegt, steht im mobilen Setting der Fahrerbeobachtung die Genauigkeit der Herzfrequenzschätzung unter starken Artefakteinflüssen im Vordergrund.
doi:10.5445/ir/1000119768 fatcat:ffdiiqqbengh5herhxv5l5fkeu