Remote photoplethysmography (rPPG) is a known family of techniques for monitoring blood volume changes from a camera. It may be especially useful for widespread contact-less health monitoring when used to analyze face video from consumer-grade visible-light cameras. The COVID-19 pandemic has caused the widespread use of protective face masks to prevent virus transmission. We found that occlusions from face masks affect face video-based rPPG as the mean absolute error of blood volume estimation is nearly doubled when the face is partially occluded by protective masks. To our knowledge, this paper is the first to analyse the impact of face masks on the accuracy of blood volume pulse estimation and offers several novel elements: (a) two publicly available pulse estimation datasets acquired from 86 unmasked and 61 masked subjects, (b) evaluations of handcrafted algorithms and a 3D convolutional neural network trained on videos of full (unmasked) faces and synthetically generated masks, and (c) data augmentation method (a generator adding a synthetic mask to a face video). Our findings help identify how face masks degrade accuracy of face video analysis, and we discuss paths toward more robust pulse estimation in their presence. The datasets and source codes of all proposed methods are available along with this paper.


翻译:远距离光谱成像仪(rPPG)是用来监测照相机血液量变化的已知的一组技术,在用来分析消费者级可见光照摄像头的面部视频时,对无接触的大规模健康监测可能特别有用。COVID-19大流行导致广泛使用防护面罩防止病毒传播。我们发现,面罩的隔膜影响着脸部视频基RPPG,因为血液量估计的绝对误差在脸部被保护面罩部分遮住时几乎翻了一番。据我们所知,本文是第一个分析面罩对血量脉冲估计准确性的影响并提供若干新要素:(a) 由86个无脸和61个蒙面物体获得的两个公开提供的脉冲估计数据集,(b) 手制算法和3D进心神经网络受到全(无脸)面和合成面罩的视频录像培训,以及(c)数据增强方法(在面部视频上添加一个合成面罩)的发电机。我们的发现有助于确定面罩面部面部图像分析的准确性,并讨论所有可用的脉压源。

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