[论文解读] VitalVideos-Europe: A dataset of face videos with PPG and blood pressure ground truths

Pieter-Jan Toye|arXiv (Cornell University)|Jun 2, 2023

Non-Invasive Vital Sign MonitoringEngineering被引用 3

一句话总结

VitalVideos-Europe 是一个大规模数据集，包含 850 名参与者，其特征为同步的面部视频、光电容积脉搏波形（PPG）信号以及血压测量值。该数据集在多样化的欧洲地点采集，光照和背景条件各异，支持基于视频的 PPG 进行远程生命体征估计及血压验证的研究，数据集包含年龄、性别和皮肤颜色等人口统计学元数据。

ABSTRACT

We collected a large dataset consisting of 850 unique participants. For every participant we recorded two 30 second uncompressed videos, synchronized PPG waveforms and a single blood pressure measurement. Gender, age and skin color were also registered for every participant. The dataset includes roughly equal numbers of males and females, as well as participants of all ages. While the skin color distribution could have been more balanced, the dataset contains individuals from every skin color. The data was collected in a diverse set of locations to ensure a wide variety of backgrounds and lighting conditions. In an effort to assist in the research and development of remote vital sign measurement we are now opening up access to this dataset. vitalvideos.org for all datasets.

研究动机与目标

• 创建一个大规模、多样化的数据集，用于训练和评估基于视频的远程光电容积脉搏（rPPG）和血压估计算法。
• 确保在性别、年龄和皮肤颜色方面的代表性，以提升模型的泛化能力和公平性。
• 在真实世界条件下采集数据，涵盖多变的光照和背景条件，以增强远程传感方法的鲁棒性。
• 提供一个公开可访问的基准数据集，包含高质量的 PPG 和血压真实值，以支持研究。

提出的方法

• 数据采集通过标准视频设备为每位参与者录制两段30秒的未压缩面部视频。
• 使用手指夹式传感器同步获取 PPG 波形，以提供生理学真实值。
• 每位参与者使用临床血压计测量一次血压值。
• 为每位参与者收集人口统计学信息（性别、年龄和皮肤颜色），以支持子组分析。
• 参与者在多个欧洲地点招募，以确保光照和背景条件的环境多样性。
• 数据集经过整理并发布，包含元数据和访问链接，以支持可复现性和研究应用。

实验结果

研究问题

• RQ1 大规模、多样化的数据集在不同皮肤类型和光照条件下，能否提升远程 PPG 和血压估计模型的泛化能力？
• RQ2 人口统计多样性（尤其是皮肤颜色和年龄）如何影响基于视频的生命体征估计算法的性能？
• RQ3 现实环境中光照和背景的差异在多大程度上影响 rPPG 和血压估计的准确性？
• RQ4 一个公开可用、包含真实 PPG 和血压测量值的数据集，能否加速非接触式生命体征监测的研究？

主要发现

• 该数据集包含 850 名独立参与者，性别分布均衡，年龄范围广泛。
• 参与者涵盖所有皮肤颜色类别，增强了数据集在公平性意识算法开发中的多样性。
• 数据在欧洲的真实环境中采集，光照和背景条件存在显著差异。
• 每位参与者录制了两段30秒的未压缩面部视频，为信号分析提供了高时间分辨率。
• 每位参与者同步获取了 PPG 波形和一次血压测量值，支持真实值验证。
• 该数据集已公开发布，包含完整元数据，支持远程生命体征监测研究的可复现性。