呼吸侦测常用来分析人体的生理状态、睡眠质量等应用,传统的呼吸侦测必须采用接触式设备,但容易造成测试者不适,并且易因身体的移动而脱落,造成使用上的不便。通过图像传感器的非接触式侦测,则可以避免这些问题。本文将为您介绍艾睿电子的呼吸侦测解决方案,提供您作为相关产品开发的参考。
呼吸是人类重要的生理信号,通过检测受测者的呼吸过程,可以反映出受测者的健康状态,搭配算法的分析,可以分析出受测者的身体状况、睡眠质量,也可以应用于检测驾驶的精神状态、诊断呼吸中止症,或是针对老年人、婴儿进行睡眠状态侦测,以便及早发现呼吸停止状态,避免意外的发生。
传统的呼吸侦测装置,必须连接到受测者的身上,这将会造成受测者的不适,也容易因为受测者翻身、身体动作太大而脱落,造成侦测失败。新型的呼吸侦测装置则可以采用图像传感器来拍摄受测者的图像,然后通过人工智能(AI)算法进行比对与分析,便可以侦测出受测者的呼吸状态,而避免掉接触式设备的缺点。
推出的呼吸侦测解决方案,是利用AI视频放大技术,可以放大人体的微动,例如胸口及腹部会因为呼吸而上下起伏,藉此可以计算出呼吸速率,该解决方案与香港第三方研究机构合作,使用OpenCV和TensorFlow Lite库进行AI算法,并搭配不同的供应商产品,包括NXP的AI平台、安森美半导体的摄像机、Murata的Wi-Fi模块等,构成完整的呼吸侦测解决方案。
此呼吸侦测解决方案会运用摄像机拍摄受测者,并进行运动放大的图像处理,可以判断出呼吸节奏的特征,它会放大胸部的上下微动,同时会进行场景状态定义,当出现“场景不稳定”时,则会停止检测,直到图像稳定且没有背景干扰或人体稳定为止,并可以调整阈值参数以对应不同的应用环境。
当受测者的图像稳定之后,会以AI算法搜索目标人体,仅计算该区域的运动状态,且提高呼吸速率侦测的信噪比,提升侦测准确性,并将人体运动的放大图像转换为图形,以实时查看运动水平,并根据阈值水平,计算出呼吸频率,此外也可以修改参数,以微调其他场景状态的特性。