FDA 估算器

NOTE

僅限网页 SDK 实时估算功能目前僅适用於网页版 SDK（JavaScript、React、Vue）。不适用於行動装置 SDK（iOS、Android、Flutter、React Native）。

概述

FDA 估算器是一個医疗级心率测量系統，使用進階信号处理分析面部影片的光体积描记（PPG）信号。它提供 FDA 级准确度，无需外部 AI 模型，非常適合医疗应用程序和实时初始化。

IMPORTANT

专有技術 FDA 估算器是 PanopticAI 開發的专有軟體。核心演算法在 WebAssembly 中執行以保護智慧財產權。

主要特点

✅ 医疗级：FDA 级准确度
✅ 实时初始化：无需模型加载
✅ 零依賴：无需外部文档
✅ 確定性：相同輸入 → 相同輸出
✅ 輕量级：< 200 KB 内存佔用
✅ 自適應：5 秒內早期结果，10 秒內最佳

基本用法

typescript

import { createVitalSignCamera, RealtimeEstimatorType } from 'ts-vital-sign-camera';

const camera = createVitalSignCamera({
  realtimeEstimationConfig: {
    estimatorType: RealtimeEstimatorType.Fda,
    earlyEstimation: true,
    minDuration: 10,
    minConfidence: 0.6
  }
});

camera.onVideoFrameProcessed = (event) => {
  const estimation = event.realtimeEstimation;
  if (!estimation) return;
  
  console.log(`心率：${estimation.heartRate} BPM`);
  console.log(`置信度：${estimation.confidence}`);
  console.log(`信噪比：${estimation.snr}`);
};

配置

适用於消费者应用程序

typescript

{
  estimatorType: RealtimeEstimatorType.Fda,
  earlyEstimation: true,   // 显示早期结果
  minDuration: 5,          // 更快反馈
  minConfidence: 0.4,      // 较低阈值
  debug: false
}

适用於医疗应用程序

typescript

{
  estimatorType: RealtimeEstimatorType.Fda,
  earlyEstimation: false,  // 等待完整准确度
  minDuration: 10,         // 完整 10 秒
  minConfidence: 0.7,      // 高置信度阈值
  debug: false
}

SDK 行為

初始化

typescript

// FDA 估算器实时初始化（无非同步加载）
const camera = createVitalSignCamera({
  realtimeEstimationConfig: {
    estimatorType: RealtimeEstimatorType.Fda
  }
});

// 立即就緒 - 无需等待
camera.startScan();

处理时间轴

0秒 ────► 5秒 ────► 10秒 ────► 30秒
│        │        │         │
│        │        │         └─ 扫描完成
│        │        └─ 最佳准确度（10秒窗口）
│        └─ 首次估算（5秒窗口）
└─ 扫描开始（实时初始化）

自適應時間窗口

FDA 估算器使用自適應時間窗口，隨著更多数据到達而增長：

經過時間	窗口大小	准确度	狀態
5 秒	5秒	±5-8 BPM	早期估算
7 秒	7秒	±3-5 BPM	改善中
10+ 秒	10秒	±2-3 BPM	最佳 ✓

typescript

camera.onVideoFrameProcessed = (event) => {
  const estimation = event.realtimeEstimation;
  if (!estimation) return;
  
  const elapsed = getCurrentScanTime();
  
  if (elapsed < 7) {
    showHeartRate(estimation.heartRate, '早期估算');
  } else if (elapsed < 10) {
    showHeartRate(estimation.heartRate, '精炼中...');
  } else {
    showHeartRate(estimation.heartRate, '稳定 ✓');
  }
};

效能特性

指標	值
初始化	实时（< 10毫秒）
首次结果	約 5 秒
最佳准确度	約 10 秒
处理速度	每帧 5-10 毫秒
内存使用	< 200 KB
套件大小	約 100 KB（WASM）
典型誤差	±2-3 BPM
心率範圍	50-140 BPM

质量指標

信噪比（SNR）

FDA 估算器提供 SNR 值以指示信号质量：

SNR	置信度	质量	解釋
10+	1.0	优秀	完全信任 ✓
8-10	0.8-1.0	非常好	高度可靠 ✓
6-8	0.6-0.8	良好	可靠
4-6	0.4-0.6	尚可	可接受
2-4	0.2-0.4	差	考慮重試
< 2	0.0-0.2	非常差	需要重試

typescript

camera.onVideoFrameProcessed = (event) => {
  const estimation = event.realtimeEstimation;
  if (!estimation) return;
  
  if (estimation.snr && estimation.snr > 6) {
    showQualityIndicator('优秀');
  } else if (estimation.snr && estimation.snr > 4) {
    showQualityIndicator('良好');
  } else {
    showQualityIndicator('差');
    showTip('改善光线或減少移動');
  }
};

優勢

🏥 医疗级质量

FDA 级准确度
符合已验证的服务器實作
適合医疗应用程序
有利於法規合規

📦 零依賴

无需下載模型文档
实时初始化
立即離线運作
較小的套件大小

⚡ 快速初始化

无需非同步加载
立即可用
无需等待模型
更簡單的错误处理

🔒 智慧財產權保護

WebAssembly 中的核心演算法
保護专有實作
二進位格式防止逆向工程

🎯 確定性

相同輸入 → 相同輸出
无 AI 隨機性
可重現结果
更易於调试

何時使用

✅ 最適合

医疗和健康照護应用程序
法規合規要求
需要实时初始化
需要最小套件大小
離线優先应用程序
嵌入式系統和物聯網装置

❌ 避免使用

使用者會大幅移動
光线条件不受控制
需要最大动作容忍度
需要开源授权
偏好 AI 驱动功能

疑難排解

低置信度分数

症狀：置信度 < 0.6，讀數不稳定

解决方案：

typescript

// 1. 改善环境条件
const instructions = [
  "使用自然日光",
  "避免背光",
  "确保均勻照明",
  "移除臉部陰影"
];

// 2. 減少动作
const motionTips = [
  "保持完全静止",
  "测量期間不要說話",
  "如果可能使用手機支架",
  "保持稳定距離"
];

// 3. 等待更長時間
{
  minDuration: 10,  // 允许完整 10 秒窗口
  minConfidence: 0.6
}

// 4. 检查人脸侦测 - 注意：人脸侦测事件因 SDK 而異
// 對於网页 SDK，检查 VideoFrameProcessedEvent 中的 scanConditions
camera.onVideoFrameProcessed = (event) => {
  if (event.scanConditions && !event.scanConditions.centered) {
    showWarning('保持臉部居中且稳定');
  }
};

不稳定讀數

症狀：心率跳動

解决方案：

typescript

// 增加最小置信度阈值
{
  minConfidence: 0.7  // 更高阈值以获得稳定性
}

// 等待完整窗口
{
  earlyEstimation: false,  // 停用早期结果
  minDuration: 10
}

// 引导使用者
camera.onVideoFrameProcessed = (event) => {
  const estimation = event.realtimeEstimation;
  if (!estimation) return;
  
  if (estimation.confidence < 0.6) {
    showTip('请保持静止並改善光线');
  }
};

最佳實踐

1. 漸進式反馈

typescript

camera.onVideoFrameProcessed = (event) => {
  const estimation = event.realtimeEstimation;
  if (!estimation) return;
  
  const elapsed = getCurrentScanTime();
  
  if (elapsed < 5) {
    showMessage("分析中... 请保持静止");
  } else if (elapsed < 10) {
    if (estimation.confidence > 0.4) {
      showHeartRate(estimation.heartRate, "精炼中...");
    } else {
      showMessage("调整中... 如果可能请改善光线");
    }
  } else {
    if (estimation.isStable) {
      showHeartRate(estimation.heartRate, "稳定 ✓");
    } else {
      showMessage("置信度低。在更好的条件下重試。");
    }
  }
};

2. 质量指示器

typescript

function getQualityIndicator(estimation: RealtimeEstimation): string {
  if (estimation.confidence >= 0.8) return "优秀 ⭐⭐⭐⭐⭐";
  if (estimation.confidence >= 0.6) return "非常好 ⭐⭐⭐⭐";
  if (estimation.confidence >= 0.4) return "良好 ⭐⭐⭐";
  if (estimation.confidence >= 0.2) return "尚可 ⭐⭐";
  return "差 ⭐";
}

camera.onVideoFrameProcessed = (event) => {
  const estimation = event.realtimeEstimation;
  if (!estimation) return;
  
  updateQualityDisplay(getQualityIndicator(estimation));
};

3. 重試邏輯

typescript

let retryCount = 0;
const MAX_RETRIES = 3;

camera.onVideoFrameProcessed = (event) => {
  const result = event.healthResult;
  if (!result) return;
  
  if (result.confidence < 0.6 && retryCount < MAX_RETRIES) {
    retryCount++;
    showMessage(`置信度低。重試中（${retryCount}/${MAX_RETRIES}）...`);
    camera.reset();
    camera.startScan();
  } else {
    retryCount = 0;
    displayFinalResult(result);
  }
};

4. 使用者指導

typescript

const guidanceMessages = {
  lowConfidence: "改善光线或保持静止",
  noFace: "將您的臉部置於中央",
  unstable: "保持您的臉部稳定",
  success: "测量完成 ✓"
};

camera.onVideoFrameProcessed = (event) => {
  const estimation = event.realtimeEstimation;
  if (!estimation) return;
  
  if (estimation.confidence < 0.4) {
    showGuidance(guidanceMessages.lowConfidence);
  } else if (estimation.isStable) {
    showGuidance(guidanceMessages.success);
  }
};

與 ME-rPPG 估算器比較

特点	FDA	ME-rPPG
准确度	⭐⭐⭐⭐⭐ 医疗级	⭐⭐⭐⭐⭐ 最先進
动作容忍度	⭐⭐⭐⭐ 良好	⭐⭐⭐⭐⭐ 优秀
光线容忍度	⭐⭐⭐⭐ 良好	⭐⭐⭐⭐⭐ 优秀
初始化	⭐⭐⭐⭐⭐ 实时	⭐⭐⭐ (1-2秒)
套件大小	⭐⭐⭐⭐⭐ 約100 KB	⭐⭐⭐ 約10 MB
内存使用	⭐⭐⭐⭐⭐ < 200 KB	⭐⭐⭐ 約4 MB
授权	专有	开源
首次结果	約 5 秒	約 3 秒
最適合	医疗應用，嵌入式	消费者應用，挑戰性条件

範例：完整實作

typescript

import { createVitalSignCamera, RealtimeEstimatorType } from 'ts-vital-sign-camera';

// 使用 FDA 估算器建立相机
const camera = createVitalSignCamera({
  realtimeEstimationConfig: {
    estimatorType: RealtimeEstimatorType.Fda,
    earlyEstimation: true,
    minDuration: 10,
    minConfidence: 0.6,
    debug: false
  }
});

// FDA 立即就緒（无非同步加载）
document.getElementById('start-btn').disabled = false;

// 处理实时更新
camera.onVideoFrameProcessed = (event) => {
  const estimation = event.realtimeEstimation;
  if (!estimation) return;
  
  updateHeartRateDisplay(estimation.heartRate);
  updateConfidenceBar(estimation.confidence);
  
  // 如果可用則显示 SNR
  if (estimation.snr) {
    updateSNRDisplay(estimation.snr);
  }
  
  // 质量指示器
  if (estimation.isStable && estimation.confidence > 0.7) {
    showQualityIndicator('优秀');
  } else if (estimation.confidence > 0.5) {
    showQualityIndicator('良好');
  } else {
    showQualityIndicator('差');
    showTip('改善光线或減少移動');
  }
};

// 检查最終结果
let scanCompleted = false;
camera.onVideoFrameProcessed = (event) => {
  const results = event.healthResult;
  if (results && !scanCompleted) {
    scanCompleted = true;
    if (results.confidence > 0.7) {
      displayFinalResults(results);
    } else {
      showRetryOption();
    }
  }
};

// 开始扫描
document.getElementById('start-btn').onclick = () => {
  camera.startScan();
};

範例：医疗应用程序

typescript

// 医疗级配置
const camera = createVitalSignCamera({
  realtimeEstimationConfig: {
    estimatorType: RealtimeEstimatorType.Fda,
    earlyEstimation: false,  // 等待完整准确度
    minDuration: 10,         // 完整 10 秒
    minConfidence: 0.7,      // 高阈值
    debug: false
  }
});

// 僅记录高置信度测量
camera.onVideoFrameProcessed = (event) => {
  const estimation = event.realtimeEstimation;
  if (!estimation) return;
  
  if (estimation.isStable && estimation.confidence > 0.7) {
    recordMeasurement({
      heartRate: estimation.heartRate,
      confidence: estimation.confidence,
      snr: estimation.snr,
      timestamp: new Date()
    });
  }
};

// 儲存前验证
let validationCompleted = false;
camera.onVideoFrameProcessed = (event) => {
  const results = event.healthResult;
  if (results && !validationCompleted) {
    validationCompleted = true;
    if (results.confidence > 0.7 && results.snr > 5) {
      saveMedicalRecord(results);
    } else {
      requestRetry('测量质量低于医疗阈值');
    }
  }
};

下一步

ME-rPPG 估算器 - 與 AI 方法比較
选择指南 - 选择正確的估算器
信号可视化器 - 可视化 PPG 信号
API 参考 - 完整 API 文档

FDA 估算器 ​

概述 ​

主要特点 ​

基本用法 ​

配置 ​

适用於消费者应用程序 ​

适用於医疗应用程序 ​

SDK 行為 ​

初始化 ​

处理时间轴 ​

自適應時間窗口 ​

效能特性 ​

质量指標 ​

信噪比（SNR） ​

優勢 ​

🏥 医疗级质量 ​

📦 零依賴 ​

⚡ 快速初始化 ​

🔒 智慧財產權保護 ​

🎯 確定性 ​

何時使用 ​

✅ 最適合 ​

❌ 避免使用 ​

疑難排解 ​

低置信度分数 ​

不稳定讀數 ​

最佳實踐 ​

1. 漸進式反馈 ​

2. 质量指示器 ​

3. 重試邏輯 ​

4. 使用者指導 ​

與 ME-rPPG 估算器比較 ​

範例：完整實作 ​

範例：医疗应用程序 ​

下一步 ​

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概述

主要特点

基本用法

配置

适用於消费者应用程序

适用於医疗应用程序

SDK 行為

初始化

处理时间轴

自適應時間窗口

效能特性

质量指標

信噪比（SNR）

優勢

🏥 医疗级质量

📦 零依賴

⚡ 快速初始化

🔒 智慧財產權保護

🎯 確定性

何時使用

✅ 最適合

❌ 避免使用

疑難排解

低置信度分数

不稳定讀數

最佳實踐

1. 漸進式反馈

2. 质量指示器

3. 重試邏輯

4. 使用者指導

與 ME-rPPG 估算器比較

範例：完整實作

範例：医疗应用程序

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