android 使用摄像头测量心率

时间: 2023-07-11 15:51:41 浏览: 50
在Android上使用摄像头测量心率需要使用图像处理技术。这里提供一种基于颜色变化的心率测量方法,步骤如下: 1. 打开摄像头并实时获取预览图像; 2. 将预览图像转换为RGB颜色空间; 3. 将RGB颜色空间转换为YCrCb颜色空间,并提取出亮度分量Y; 4. 对亮度分量Y进行高斯滤波,去除图像中的噪声; 5. 计算每一帧图像中的亮度分量Y的平均值,并将其保存为一个时间序列; 6. 对时间序列进行傅里叶变换,得到频谱图; 7. 从频谱图中找到最大的峰值,对应的频率就是心率。 以下是一个基于这种方法的示例代码: ```java public class HeartRateMonitorActivity extends AppCompatActivity implements Camera.PreviewCallback { private Camera camera; private int width, height; private int[] pixels; private int[] grayValues; private double[] yValues; private int samplingRate = 30; private int[] heartRates; private TextView tvHeartRate; @Override protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) { super.onCreate(savedInstanceState); setContentView(R.layout.activity_heart_rate_monitor); tvHeartRate = findViewById(R.id.tv_heart_rate); // 打开摄像头并设置预览回调 camera = Camera.open(); Camera.Parameters parameters = camera.getParameters(); List<Camera.Size> sizes = parameters.getSupportedPreviewSizes(); Camera.Size size = sizes.get(0); width = size.width; height = size.height; pixels = new int[width * height]; grayValues = new int[width * height]; yValues = new double[width * height]; camera.setPreviewCallback(this); camera.setDisplayOrientation(90); camera.startPreview(); } @Override public void onPreviewFrame(byte[] data, Camera camera) { // 将预览图像转换为RGB颜色空间 YuvImage yuvImage = new YuvImage(data, ImageFormat.NV21, width, height, null); ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream(); yuvImage.compressToJpeg(new Rect(0, 0, width, height), 100, baos); byte[] imageData = baos.toByteArray(); Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeByteArray(imageData, 0, imageData.length); bitmap.getPixels(pixels, 0, width, 0, 0, width, height); for (int i = 0; i < pixels.length; i++) { int r = (pixels[i] >> 16) & 0xff; int g = (pixels[i] >> 8) & 0xff; int b = pixels[i] & 0xff; grayValues[i] = (int) (0.299 * r + 0.587 * g + 0.114 * b); } // 将RGB颜色空间转换为YCrCb颜色空间,并提取出亮度分量Y for (int i = 0; i < grayValues.length; i++) { int r = (pixels[i] >> 16) & 0xff; int g = (pixels[i] >> 8) & 0xff; int b = pixels[i] & 0xff; yValues[i] = (0.299 * r + 0.587 * g + 0.114 * b) / 255.0; } // 对亮度分量Y进行高斯滤波 yValues = gaussianFilter(yValues, 5); // 计算每一帧图像中的亮度分量Y的平均值,并将其保存为一个时间序列 double yMean = 0; for (int i = 0; i < yValues.length; i++) { yMean += yValues[i]; } yMean /= yValues.length; double[] timeSeries = new double[samplingRate]; for (int i = 0; i < samplingRate; i++) { timeSeries[i] = yMean; } // 对时间序列进行傅里叶变换,得到频谱图 double[] spectrum = FFT.fft(timeSeries); // 从频谱图中找到最大的峰值,对应的频率就是心率 int heartRate = findPeak(spectrum, 0.8, samplingRate); if (heartRate > 0) { heartRates[heartRate % heartRates.length] = heartRate; int averageHeartRate = 0; for (int i = 0; i < heartRates.length; i++) { averageHeartRate += heartRates[i]; } averageHeartRate /= heartRates.length; tvHeartRate.setText("Heart rate: " + averageHeartRate); } } @Override protected void onDestroy() { super.onDestroy(); camera.setPreviewCallback(null); camera.stopPreview(); camera.release(); } // 高斯滤波 private double[] gaussianFilter(double[] data, int windowSize) { double[] result = new double[data.length]; double[] window = new double[windowSize]; double sigma = windowSize / 6.0; for (int i = 0; i < windowSize; i++) { window[i] = Math.exp(-(i - windowSize / 2) * (i - windowSize / 2) / (2 * sigma * sigma)); } double sum = 0; for (int i = 0; i < windowSize; i++) { sum += window[i]; } for (int i = 0; i < data.length; i++) { double weightedSum = 0; for (int j = 0; j < windowSize; j++) { int index = i - windowSize / 2 + j; if (index < 0) { index = 0; } if (index >= data.length) { index = data.length - 1; } weightedSum += window[j] * data[index]; } result[i] = weightedSum / sum; } return result; } // 从频谱图中找到最大的峰值,对应的频率就是心率 private int findPeak(double[] spectrum, double threshold, int samplingRate) { int maxIndex = -1; double maxValue = 0; for (int i = 0; i < spectrum.length / 2; i++) { if (spectrum[i] > maxValue) { maxValue = spectrum[i]; maxIndex = i; } } if (maxValue > threshold * spectrum[0]) { return maxIndex * samplingRate / spectrum.length; } else { return -1; } } } ``` 这种方法的精度不如专业的心率测量设备,但可以提供一个相对准确的心率测量结果。

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