Мониторинг импульсов через браузер: устранение неполадок, связанных с масштабированием БПФ и част...

Описание: Усиление сигнала в реальном времени: устранение неполадок с областью интереса (ROI) и отслеживанием пульса с помощью WebGL

Рассмотрите разработку и усовершенствование микроскопа для усиления сигнала в реальном времени, предназначенного для определения частоты сердечных сокращений с помощью стандартной веб-камеры. В этом разделе рассматриваются технические сложности обработки физиологических данных в браузере, в частности, флуктуации цвета кожи для извлечения пульса.

Мы рассмотрим критически важные этапы оптимизации области интереса (ROI) на лбу, чтобы избежать шума от бровей и движений. Вы увидите, как мы устраняем неполадки, связанные со «стохастической изменчивостью» показателей качества сигнала, переходя от мгновенных переоценок к более стабильному экспоненциальному скользящему среднему. Также вы увидите подробное обсуждение «фильтра мощности сигнала» — логического фильтра, который гарантирует, что система сообщает данные только тогда, когда сигнал достаточно силен, чтобы преодолеть окружающий шум.

Значительная часть видео посвящена проблемам цифровой обработки сигналов (DSP) при изменении частоты дискретизации. Мы рассмотрим, почему переход от 30 кадров в секунду к 60 кадрам в секунду может искажать аппроксимации фильтров и приводить к неверным показаниям частоты сердечных сокращений, часто фиксируясь на вторых гармониках вместо основной частоты сердечных сокращений.

Технически подкованные зрители оценят обсуждение переноса ввода зеленого канала во фрагментный шейдер с помощью WebGL. Перенося анализ RGB-данных на каждый пиксель на графический процессор, мы поддерживаем высокий бюджет кадров и избегаем медленных операций с холстом. Мы также рассмотрим использование окон Ханнинга в реализациях БПФ для уменьшения спектральной утечки и повышения точности частотного эфира.

Все обсуждаемые инструменты и усовершенствованный симулятор генератора сигналов доступны для тестирования на BioniChaos.com

Ключевые слова: Обработка сигналов, WebGL, Фотоплетизмография, Компьютерное зрение, БПФ, BioniChaos, JavaScript, Биомедицинская наука о данных, Ускорение на графическом процессоре, Обнаружение частоты сердечных сокращений.

#БиомедицинскаяИнженерия #WebGL #КомпьютерноеЗрение #ОбработкаСигналов #BioniChaos #JavaScript #PPG #ОткрытыйИсходныйКод #НаукаОДанные #ИскусственныйИнтеллект

00:00 Начальная настройка и мониторинг сигнала в реальном времени
00:15 Стратегии улучшения качества сигнала и освещения
01:50 Обсуждение сглаживания индикатора качества
02:20 Создание подсказки для разработчиков для корректировки ROI
03:30 Устранение неполадок с наклоном головы и отслеживанием ориентиров
05:20 Введение в инструменты BioniChaos.com
06:40 Сравнение показаний веб-камеры с данными умных часов
08:00 Анализ изменений кода для позиционирования ROI
10:00 Анализ отношения сигнал-шум и колебаний
11:50 Улучшение показателя качества с использованием взвешенных средних
13:00 Выявление отсутствующих наложений и ошибок рендеринга
16:40 Сонификация цвета в реальном времени изменения
19:15 Обзор элементов управления и фильтров веб-приложений
22:15 Понимание частотной области и спектрограммы
28:05 Технический обзор: WebGL и ускорение GPU
30:00 Устранение артефактов движения и ошибок BPM при замедлении
33:00 Исправление колебаний метрик качества с помощью сигнальных затворов
42:00 Метафора «вышибалы» для пороговых значений мощности сигнала
47:00 Отладка ошибок расчета BPM при 60 кадрах в секунду
52:00 Почему аппроксимации фильтров ломаются при высоких частотах дискретизации
55:00 Доступ к открытому исходному коду на BioniChaos.com

Ознакомьтесь с инструментами, которые мы разрабатываем, на https://bionichaos.com
Поддержите BioniChaos на Patreon:   / bionichaos  
Станьте участником канала, чтобы получить эксклюзивные преимущества:    / @bionichaos