Remote photoplethysmography (rPPG) monitors heart rate without requiring physical contact, which allows for a wide variety of applications. Deep learning-based rPPG have demonstrated superior performance over the traditional approaches in controlled context. However, the lighting situation in indoor space is typically complex, with uneven light distribution and frequent variations in illumination. It lacks a fair comparison of different methods under different illuminations using the same dataset. In this paper, we present a public dataset, namely the BH-rPPG dataset, which contains data from thirty five subjects under three illuminations: low, medium, and high illumination. We also provide the ground truth heart rate measured by an oximeter. We evaluate the performance of three deep learning-based methods (Deepphys, rPPGNet, and Physnet) to that of four traditional methods (CHROM, GREEN, ICA, and POS) using two public datasets: the UBFC-rPPG dataset and the BH-rPPG dataset. The experimental results demonstrate that traditional methods are generally more resistant to fluctuating illuminations. We found that the Physnet achieves lowest mean absolute error (MAE) among deep learning-based method under medium illumination, whereas the CHROM achieves 1.04 beats per minute (BPM), outperforming the Physnet by 80$\%$. Additionally, we investigate potential methods for improving performance of deep learning-based methods. We find that brightness augmentation make model more robust to variation illumination. These findings suggest that while developing deep learning-based heart rate estimation algorithms, illumination variation should be taken into account. This work serves as a benchmark for rPPG performance evaluation and it opens a pathway for future investigation into deep learning-based rPPG under illumination variations.


翻译:深学习基的 RPPG 显示比传统方法在受控环境中的优异性能。 然而,室内空间的照明状况通常很复杂,光分分布不均,光度变化频繁。它缺乏对不同光谱下不同方法使用同一数据集进行公平比较的方法。在本文中,我们展示了一个公共数据集,即BH-rPPG 数据集,该数据集包含在三种光度下的三个问题:低度、中度和高度光度下的35个主题的数据。我们还提供了以血压计测量的地面真理心率。我们评估了三种深层学习基方法(深层光度、 ROPGNet 和 Physnet ) 的性能,而使用两种基于公共的数据集:UBFFC-rPPG 数据集和BH-rPG 数据集。 实验结果显示,在深度数据基下,常规方法的性能变异性能为深度变异性结果,而在深度的精度研究中,我们发现,在深度变化方法中,我们发现,在深度变化方法下,在深度变化中,我们发现。

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