基于光流的非接触式呼吸频率检测算法研究

来源：计算机测量与控制杂志2026年第7期北京时间：

作者：余嘉彬,胡国清,付西敏

单位：华南理工大学 机械与汽车工程学院

摘要：针对传统接触式呼吸频率检测存在舒适性差、应用场景受限等问题，对基于普通RGB视频的非接触式呼吸频率检测算法进行了研究；采用图像梯度光流构建人体呼吸区域运动光流场，通过累加张量与方向投影提取呼吸信号，并结合Savitzky-Golay滤波和短时傅里叶变换实现呼吸频率估计；为验证算法性能，开展了人体多姿态实验以及衣物厚度、衣物纹理和视频时长等多场景稳定性实验，并与两种典型非接触式呼吸频率检测算法进行了对比分析；实验结果表明，所提出算法在正卧、侧卧、正坐和侧坐等姿态下均实现了较高检测精度，平均绝对误差小于1 bpm，检测准确率超过95%，在复杂场景及长时间连续监测条件下仍保持良好的稳定性和鲁棒性；研究结果表明，该算法能够实现准确、稳定的非接触式呼吸频率检测，能够满足日常环境下的呼吸频率检测需求。

关键词：光流;呼吸频率检测;非接触式监测;图像梯度;短时傅里叶变换