清攝像頭，用于對(duì)被測(cè)人員面部進(jìn)行拍攝，以獲得被測(cè)人員面部圖像； 面部膚色檢測(cè)設(shè)備包括圖像預(yù)處理子設(shè)備、二值化處理子設(shè)備、列邊緣檢測(cè)子設(shè)備、行邊緣檢測(cè)子設(shè)備、目標(biāo)分割子設(shè)備、膚色提取子設(shè)備和膚色等級(jí)識(shí)別子設(shè)備，所述圖像預(yù)處理子設(shè)備與所述高清攝像頭連接，以對(duì)所述被測(cè)人員面部圖像依次執(zhí)行自適應(yīng)邊緣增強(qiáng)和小波濾波處理，以獲得預(yù)處理面部圖像；所述二值化處理子設(shè)備與所述圖像預(yù)處理子設(shè)備和所述靜態(tài)存儲(chǔ)設(shè)備分別連接，將所述預(yù)處理面部圖像的每一個(gè)像素的亮度與所述黑白閾值分別比較，當(dāng)像素的亮度大于所述黑白閾值時(shí)，將像素記為白色像素，當(dāng)像素的亮度小于所述黑白閾值時(shí)，將像素記為黑色像素，從而獲得二值化面部圖像；所述列邊緣檢測(cè)子設(shè)備與所述二值化處理子設(shè)備和所述靜態(tài)存儲(chǔ)設(shè)備分別連接，用于對(duì)所述二值化面部圖像，計(jì)算每列黑色像素的數(shù)目，將黑色像素的數(shù)目大于等于所述像素?cái)?shù)閾值的列記為邊緣列；所述行邊緣檢測(cè)子設(shè)備與所述二值化處理子設(shè)備和所述靜態(tài)存儲(chǔ)設(shè)備分別連接，用于對(duì)所述二值化面部圖像，計(jì)算每行黑色像素的數(shù)目，將黑色像素的數(shù)目大于等于所述像素?cái)?shù)閾值的行記為邊緣行；所述目標(biāo)分割子設(shè)備與所述列邊緣檢測(cè)子設(shè)備和所述行邊緣檢測(cè)子設(shè)備分別連接，將邊緣列和邊緣行交織的區(qū)域作為目標(biāo)存在區(qū)域，并從所述二值化面部圖像中分割出所述目標(biāo)存在區(qū)域以作為面部子圖像輸出，以將面部子圖像從被測(cè)人員面部圖像的背景處分開(kāi)；所述膚色提取子設(shè)備與所述目標(biāo)分割子設(shè)備連接，針對(duì)面部子圖像，將其所有像素的亮度累加并除以其所有像素的數(shù)量以獲得目標(biāo)膚色均值；所述膚色等級(jí)識(shí)別子設(shè)備與所述膚色提取子設(shè)備和所述靜態(tài)存儲(chǔ)設(shè)備分別連接，將所述目標(biāo)膚色均值與四種膚色均值區(qū)間匹配，輸出匹配的膚色均值區(qū)間所對(duì)應(yīng)的膚色等級(jí)作為目標(biāo)膚色等級(jí)輸出； 第一電阻，一端與5V電源連接，另一端與紅外接收二極管的正端連接； 第二電阻，一端與5V電源連接，另一端與第三電阻的一端連接； 第三電阻，另一端接地，并具有與第二電阻相同的阻值； 第一雙路運(yùn)算放大器，用于產(chǎn)生2.5V的基準(zhǔn)電壓，其正端與第二電阻的另一端連接，負(fù)端與第一電容的一端連接，輸出端與紅外發(fā)射二極管的負(fù)端連接，負(fù)端還與紅外發(fā)射二極管的負(fù)端連接； 第一電容，另一端接地； 第四電阻，一端與紅外發(fā)射二極管的負(fù)端連接； 第二雙路運(yùn)算放大器，正端與第四電阻的另一端連接，負(fù)端與紅外接收二極管的正端連接，輸出端作為脈搏電壓； 第五電阻，并聯(lián)在第二雙路運(yùn)算放大器負(fù)端和第二雙路運(yùn)算放大器輸出端之間； 第二電容，并聯(lián)在第二雙路運(yùn)算放大器負(fù)端和第二雙路運(yùn)算放大器輸出端之間； 紅外發(fā)射二極管，設(shè)置在被測(cè)人員耳部毛細(xì)血管位置，用于發(fā)射紅外光，紅外發(fā)射二極管的負(fù)端與紅外接收二極管的正端連接； 紅外接收二極管，設(shè)置在被測(cè)人員耳部毛細(xì)血管位置，位于所述紅外發(fā)射二極管的相對(duì)位置，用于接收透射被測(cè)人員耳部毛細(xì)血管后的紅外光； 發(fā)光二極管，設(shè)置在被測(cè)人員手指指尖毛細(xì)血管位置，與光源驅(qū)動(dòng)電路連接，用于基于光源驅(qū)動(dòng)電路發(fā)送的發(fā)光控制信號(hào)，交替發(fā)射紅外光和紅光； 光源驅(qū)動(dòng)電路，內(nèi)置定時(shí)器，用于向所述發(fā)光二極管發(fā)送發(fā)光控制信號(hào)； 光電轉(zhuǎn)換器，設(shè)置在被測(cè)人員手指指尖上，位于所述發(fā)光二極管的相對(duì)位置，用于接收透射被測(cè)人員手指指尖毛細(xì)血管后的紅外光和紅光，并將透射紅外光和透射紅光分別轉(zhuǎn)換為模擬電流信號(hào)，以獲得模擬紅外光電流和模擬紅光電流； 電流電壓轉(zhuǎn)換電路，與所述光電轉(zhuǎn)換器連接，用于對(duì)模擬紅外光電流和模擬紅光電流分別進(jìn)行電流電壓轉(zhuǎn)換，以分別獲得模擬紅外光電壓和模擬紅光電壓； 信號(hào)放大器，與所述電流電壓轉(zhuǎn)換電路連接，用于對(duì)模擬紅外光電壓和模擬紅光電壓分別進(jìn)行放大，以獲得模擬紅外光放大電壓和模擬紅光放大電壓； 信號(hào)檢測(cè)電路，與所述信號(hào)放大器連接，包括直流信號(hào)檢測(cè)子電路和交流信號(hào)檢測(cè)子電路，用于檢測(cè)模擬紅外光電壓中的直流成分和交流成分，以作為第一直流電壓和第一交流電壓輸出，還用于檢測(cè)模擬紅光電壓中的直流成分和交流成分，以作為第二直流電壓和第二交流電壓輸出； 模數(shù)轉(zhuǎn)換器，與所述信號(hào)檢測(cè)電路連接，用于對(duì)第一直流電壓、第一交流電壓、第二直流電壓和第二交流電壓分別進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，以獲得第一數(shù)字化直流電壓、第一數(shù)字化交流電壓、第二數(shù)字化直流電壓和第二數(shù)字化交流電壓； 數(shù)字信號(hào)處理器，與所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器、所述靜態(tài)存儲(chǔ)設(shè)備和所述面部膚色檢測(cè)設(shè)備分別連接，將第二數(shù)字化交流電壓與第二數(shù)字化直流電壓的比值除以第一數(shù)字化交流電壓與第一數(shù)字化直流電壓的比值以獲得吸收光比值因子，并基于吸收光比值因子計(jì)算血氧飽和度，其中，血氧飽和度與吸收光比值因子成線性關(guān)系；所述數(shù)字信號(hào)處理器還與所述第二雙路運(yùn)算放大器的輸出端連接以獲得所述脈搏電壓，并當(dāng)所述脈搏電壓在預(yù)設(shè)脈搏范圍之外時(shí)，發(fā)出脈搏異常識(shí)別信號(hào)； 其中，所述數(shù)字信號(hào)處理器將計(jì)算獲得的血氧飽和度與所述四種血氧飽和度區(qū)間進(jìn)行匹配，將匹配成功的血氧飽和度區(qū)間所對(duì)應(yīng)的血氧飽和度等級(jí)作為目標(biāo)血氧飽和度等級(jí)；其中，所述光電轉(zhuǎn)換器為一光電二極管； 其中，在所述信號(hào)放大器和所述信號(hào)檢測(cè)電路之間還設(shè)置信號(hào)濾波電路，用于濾除模擬紅外光放大電壓和模擬紅光放大電壓中的噪聲成分； 其中，當(dāng)紅外發(fā)射二極管和紅外接收二極管之間無(wú)脈搏時(shí)，脈搏電壓為2.5V，當(dāng)紅外發(fā)射二極管和紅外接收二極管之間存在跳動(dòng)的脈搏時(shí)，血脈使耳部透光性變差，脈搏電壓大于 2.5V ; 其中，所述數(shù)字信號(hào)處理器將目標(biāo)膚色等級(jí)與預(yù)設(shè)膚色權(quán)重相乘，將目標(biāo)血氧飽和度等級(jí)與預(yù)設(shè)血氧飽和度權(quán)重相乘，將兩個(gè)乘積相加以獲得總權(quán)衡值，當(dāng)總權(quán)衡值小于等于預(yù)設(shè)權(quán)衡下限閾值時(shí)，發(fā)出血氧不足識(shí)別信號(hào)，當(dāng)總權(quán)衡值大于等于預(yù)設(shè)權(quán)衡上限閾值時(shí)，發(fā)出血氧過(guò)量識(shí)別信號(hào)。3.如權(quán)利要求2所述的血氧供給檢測(cè)儀，其特征在于，所述檢測(cè)儀還包括: 藍(lán)牙通信接口，與所述數(shù)字信號(hào)處理器連接，用于將脈搏異常識(shí)別信號(hào)、血氧不足識(shí)別信號(hào)或血氧過(guò)量識(shí)別信號(hào)發(fā)送給遠(yuǎn)端的醫(yī)療監(jiān)護(hù)云服務(wù)器。4.如權(quán)利要求2所述的血氧供給檢測(cè)儀，其特征在于: 所述發(fā)光二極管發(fā)射的紅外光的波長(zhǎng)為940nm，所述發(fā)光二極管發(fā)射的紅光的波長(zhǎng)為660nmo5.如權(quán)利要求2所述的血氧供給檢測(cè)儀，其特征在于: 第一雙路運(yùn)算放大器和第二雙路運(yùn)算放大器都為T(mén)I公司的雙路運(yùn)算放大器。6.如權(quán)利要求2所述的血氧供給檢測(cè)儀，其特征在于: 圖像預(yù)處理子設(shè)備、二值化處理子設(shè)備、列邊緣檢測(cè)子設(shè)備、行邊緣檢測(cè)子設(shè)備、目標(biāo)分割子設(shè)備、膚色提取子設(shè)備和膚色等級(jí)識(shí)別子設(shè)備分別采用不同的FPGA芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種血氧供給檢測(cè)儀，所述檢測(cè)儀包括面部膚色檢測(cè)設(shè)備、脈搏監(jiān)控設(shè)備、血氧飽和度監(jiān)控設(shè)備和數(shù)字信號(hào)處理器，所述面部膚色檢測(cè)設(shè)備基于被測(cè)人員的面部識(shí)別確定被測(cè)人員的膚色等級(jí)，所述脈搏監(jiān)控設(shè)備對(duì)被測(cè)人員脈搏狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，所述血氧飽和度監(jiān)控設(shè)備確定被測(cè)人員的血氧飽和度等級(jí)，所述數(shù)字信號(hào)處理器基于所述膚色等級(jí)和所述血氧飽和度等級(jí)確定被測(cè)人員的血氧供給情況。通過(guò)本發(fā)明，能夠在自動(dòng)監(jiān)控被測(cè)人員脈搏數(shù)據(jù)的同時(shí)，采用兩種指標(biāo)綜合衡量被測(cè)人員的血氧供給情況。
【IPC分類(lèi)】A61B5/1455, A61B5/00
【公開(kāi)號(hào)】CN105310656
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510874798
【發(fā)明人】王芳
【申請(qǐng)人】王芳
【公開(kāi)日】2016年2月10日
【申請(qǐng)日】2015年12月2日