用于鲁棒rPPG提取的照明不变归一化方法 作者：Byeong Seon An, Song Hee Park, Ye Jun Kim, Ye Rin Song, Geum Joon Cho, Eui Chul Lee

《Electronics》：Illumination-Invariant Normalization for Robust rPPG Extraction Byeong Seon An, Song Hee Park, Ye Jun Kim, Ye Rin Song, Geum Joon Cho and Eui Chul Lee

rPPG技术受光照变化影响大，本研究提出一种轻量级训练-free亮度归一化方法，通过分离RGB的亮度与色度成分仅归一化亮度部分，在保持生理相关色变的前提下显著提升动态范围与时序稳定性。实验表明，该方法使CHROM算法在复杂光照下的MAE从18-19 BPM降至4.87 BPM，验证了其在多光照环境下的鲁棒性。

　　

摘要

远程光电容积描记法（rPPG）通过分析摄像机视频中由血流引起的细微颜色变化来估算心率；然而，其性能对光照变化非常敏感，这些变化可能由光线强度、位置和环境条件的变化引起。为了解决这一限制，本研究提出了一种轻量级的、无需训练的亮度归一化方法，该方法可以在抑制光照引起的亮度波动的同时，保留与血液灌注相关的生理学上的颜色变化。所提出的方法从帧平均RGB向量中分离出亮度和色度成分，并仅对亮度成分进行归一化，从而保持rPPG信号提取所需的内在颜色方向，并在不扭曲色度关系的情况下稳定亮度。实验评估表明，各通道的平均值变化范围仅在±6–12%之间，标准差的变化可以忽略不计，同时动态范围和时间稳定性得到了显著提高。此外，当与基于信噪比的信号选择策略结合使用时，该方法将CHROM算法在DLCN数据集上的平均绝对误差（MAE）从大约18–19次/分钟降低到4.87次/分钟，在MR-NIRP数据集上也观察到了类似的改进。这些结果表明，所提出的预处理方法有助于保留由血流引起的颜色变化，并在多种光照条件下提高rPPG测量的鲁棒性。