一種應用于智能電表生產線的自動測試儀的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種應用于智能電表生產線的自動測試儀，所述測試儀包括CF存儲卡、面部膚色檢測設備、血糖檢測設備、血氧飽和度檢測設備和AVR32芯片，所述CF存儲卡預先存儲了四種膚色均值區(qū)間和四種血氧飽和度區(qū)間，所述血糖檢測設備用于對被測人員的血糖數(shù)據(jù)進行檢測，所述AVR32芯片將所述面部膚色檢測設備和所述血氧飽和度檢測設備的檢測結果分別與所述CF存儲卡的內容進行匹配，以分別確定被測人員的膚色等級和血氧飽和度等級。通過本發(fā)明，能夠更準確地對被測人員的多個生理參數(shù)進行分析和預警。
【專利說明】一種應用于智能電表生產線的自動測試儀
[0001 ] 本發(fā)明是申請?zhí)枮?01510753724.8、申請日為2015年11月6日、發(fā)明名稱為“一種應用于智能電表生產線的自動測試儀的使用方法”的專利的分案申請。
技術領域
[0002]本發(fā)明涉及電表生產領域，尤其涉及一種應用于智能電表生產線的自動測試儀。
【背景技術】
[0003]智能電表生產線的工作強度非常大，人員經常處于高強度勞動，因此身體狀態(tài)經常處于亞健康。正常人體動脈血的血氧飽和度為98%，靜脈血為75%。人體的新陳代謝過程是生物氧化過程，而新陳代謝過程中所需要的氧，是通過呼吸系統(tǒng)進入人體血液，與血液紅細胞中的血紅蛋白(Hb)，結合成氧合血紅蛋白(HbO2)，再輸送到人體各部分組織細胞中去。血液攜帶輸送氧氣的能力即用血氧飽和度來衡量。由此可見，血氧飽和度的實時監(jiān)測在臨床救護中非常重要。
[0004]現(xiàn)有技術中對血氧飽和度測量方法主要是先進行人體采血，再利用血氣分析儀進行電化學分析，測出血氧分壓計算出血氧飽和度。這種方法比較麻煩，且不能進行連續(xù)的監(jiān)測?，F(xiàn)有技術中還存在一些指套式光電傳感器，測量時，只需將傳感器套在人手指上，利用手指作為盛裝血紅蛋白的透明容器，使用波長660nm的紅光和940nm的近紅外光作為射入光源，測定通過組織床的光傳導強度，來計算血紅蛋白濃度及血氧飽和度。
[0005]但是，現(xiàn)有技術中的血氧飽和度檢測方案都存在以下缺陷:只能對血氧飽和度進行檢測，檢測的對象比較單一;檢測機制落后，結構冗余度過高，精度滿足不了日趨增加的精度需求;尤為重要的是，對血氧飽和度的檢測機理唯一化，只能通過一個因素來確定血氧飽和度，檢測過程不夠科學。
[0006]因此，本發(fā)明提出了一種應用于智能電表生產線的自動測試儀，能夠改善落后的血氧飽和度檢測儀器的結構，將血糖檢測融入到血氧飽和度檢測中，拓寬檢測的生理參數(shù)的范圍，提高血氧飽和度的檢測精度，另外，還能夠將光電傳感技術和圖像識別技術結合確定血氧飽和度的濃度，從而，從整體上改善血氧飽和度儀器的檢測效果。

【發(fā)明內容】

[0007]為了解決現(xiàn)有技術存在的技術問題，本發(fā)明提供了一種應用于智能電表生產線的自動測試儀，優(yōu)化當前的血氧飽和度檢測儀器的結構，將血糖檢測融入血氧飽和度檢測中，提高血氧飽和度的檢測精度，同時，采用有針對性的圖像識別技術對被測人員的膚色進行識別，將膚色作為血氧飽和度檢測的因素之一，使得血氧飽和度的檢測結果不易受單一因素的干擾。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種應用于智能電表生產線的自動測試儀，所述測試儀包括CF存儲卡、面部膚色檢測設備、血糖檢測設備、血氧飽和度檢測設備和AVR32芯片，所述CF存儲卡預先存儲了四種膚色均值區(qū)間和四種血氧飽和度區(qū)間，所述血糖檢測設備用于對被測人員的血糖數(shù)據(jù)進行檢測，所述AVR32芯片將所述面部膚色檢測設備和所述血氧飽和度檢測設備的檢測結果分別與所述CF存儲卡的內容進行匹配，以分別確定被測人員的膚色等級和血氧飽和度等級。
[0009]更具體地，在所述一種應用于智能電表生產線的自動測試儀中，包括:CF存儲卡，預先存儲了預設比例系數(shù)、預設膚色權重、預設血氧飽和度權重、預設權衡下限閾值、預設權衡上限閾值和面部灰度范圍，所述面部灰度范圍用于將圖像中的人體面部與背景分離，所述CF存儲卡還預先存儲了四種膚色均值區(qū)間和四種血氧飽和度區(qū)間，所述四種膚色均值區(qū)間分別對應四種膚色等級，所述四種血氧飽和度區(qū)間分別對應四種血氧飽和度等級；圖像采集設備包括半球形透明罩、輔助照明子設備和CMOS攝像頭，所述半球形透明罩用于容納所述輔助照明子設備和所述CMOS攝像頭，所述輔助照明子設備為所述CMOS攝像頭的拍攝提供輔助照明，所述CMOS攝像頭對被測人員面部拍攝以獲得被測人員面部圖像;面部膚色檢測設備包括自適應遞歸濾波子設備、中值濾波子設備、尺度變換增強子設備、目標分割子設備、膚色等級識別子設備和膚色提取子設備;所述自適應遞歸濾波子設備與所述CMOS攝像頭連接，用于對所述被測人員面部圖像采用自適應遞歸濾波處理，以濾除所述被測人員面部圖像中的高斯噪聲，獲得自適應遞歸濾波圖像;所述中值濾波子設備與所述自適應遞歸濾波子設備連接，用于對所述自適應遞歸濾波圖像執(zhí)行中值濾波處理，以濾除所述自適應遞歸濾波圖像中的散射成分，獲得中值濾波圖像;所述尺度變換增強子設備與所述中值濾波子設備連接，用于對所述中值濾波圖像執(zhí)行尺度變換增強處理，以增強圖像中目標與背景的對比度，獲得增強圖像;所述目標分割子設備與所述尺度變換增強子設備和所述CF存儲卡分別連接，將所述增強圖像中像素灰度值在所述面部灰度范圍內的所有像素組成面部子圖像，所述面部子圖像從所述被測人員面部圖像的背景處分離獲得;所述膚色提取子設備與所述目標分割子設備連接，針對面部子圖像，將其所有像素的亮度累加并除以其所有像素的數(shù)量以獲得目標膚色均值;所述膚色等級識別子設備與所述膚色提取子設備和所述CF存儲卡分別連接，將所述目標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)間所對應的膚色等級作為目標膚色等級輸出；酶電極傳感器，包括參比電極、對極電極和工作電極三個電極，工作電極上固定有葡萄糖氧化酶，其中，當被測人員的被測血樣滴落在工作電極的測試區(qū)域時，工作電極上固定的葡萄糖氧化酶與被測血樣中的葡萄糖發(fā)生化學反應，工作電極上的響應電流與被測血樣中的葡萄糖濃度呈線性關系;放大電路，與所述酶電極傳感器連接，用于接收并放大工作電極上的響應電流;低通濾波器，與所述放大電路連接，用于接收并濾除響應電流中的高頻成分;發(fā)光二極管，設置在被測人員手指指尖毛細血管位置，與光源驅動電路連接，用于基于光源驅動電路發(fā)送的發(fā)光控制信號，交替發(fā)射紅外光和紅光;光源驅動電路，內置定時器，用于向所述發(fā)光二極管發(fā)送發(fā)光控制信號;光電轉換器，設置在被測人員手指指尖上，位于所述發(fā)光二極管的相對位置，用于接收透射被測人員手指指尖毛細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換為模擬電流信號，以獲得模擬紅外光電流和模擬紅光電流;電流電壓轉換電路，與所述光電轉換器連接，用于對模擬紅外光電流和模擬紅光電流分別進行電流電壓轉換，以分別獲得模擬紅外光電壓和模擬紅光電壓;信號放大器，與所述電流電壓轉換電路連接，用于對模擬紅外光電壓和模擬紅光電壓分別進行放大，以獲得模擬紅外光放大電壓和模擬紅光放大電壓;信號檢測電路，與所述信號放大器連接，包括直流信號檢測子電路和交流信號檢測子電路，用于檢測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)轉換器，與所述信號檢測電路連接，用于對第一直流電壓、第一交流電壓、第二直流電壓和第二交流電壓分別進行模數(shù)轉換，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;血氧飽和度運算電路，與所述模數(shù)轉換器連接，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系;AVR32芯片，與所述低通濾波器和所述CF存儲卡分別連接，基于預設比例系數(shù)和濾波后的響應電流計算被測人員的血糖濃度，其中，預設比例系數(shù)為決定工作電極上的響應電流與被測血樣中的葡萄糖濃度之間線性關系的比值；所述AVR32芯片還與血氧飽和度運算電路連接以獲得血氧飽和度；所述AVR32芯片當所述血糖濃度在預設血糖上限濃度時，發(fā)出血糖濃度過高識別信號，當所述血糖濃度在預設血糖下限濃度時，發(fā)出血糖濃度過低識別信號；其中，所述AVR32芯片將計算獲得的血氧飽和度與所述四種血氧飽和度區(qū)間進行匹配，將匹配成功的血氧飽和度區(qū)間所對應的血氧飽和度等級作為目標血氧飽和度等級;其中，所述AVR32芯片將目標膚色等級與預設膚色權重相乘，將目標血氧飽和度等級與預設血氧飽和度權重相乘，將兩個乘積相加以獲得總權衡值，當總權衡值小于等于預設權衡下限閾值時，發(fā)出血氧不足識別信號，當總權衡值大于等于預設權衡上限閾值時，發(fā)出血氧過量識別信號。更具體地，在所述一種應用于智能電表生產線的自動測試儀中:自適應遞歸濾波子設備、中值濾波子設備、尺度變換增強子設備、目標分割子設備、膚色等級識別子設備和膚色提取子設備分別采用不同的CPLD芯片來實現(xiàn)。更具體地，在所述一種應用于智能電表生產線的自動測試儀中，所述測試儀還包括:無線通信接口，與所述AVR32芯片連接，用于無線發(fā)送血糖濃度過高識別信號、血糖濃度過低識別信號、血氧不足識別信號或血氧過量識別信號。更具體地，在所述一種應用于智能電表生產線的自動測試儀中:所述無線通信接口為移動通信設備或藍牙通信設備。更具體地，在所述一種應用于智能電表生產線的自動測試儀中:所述移動通信設備為GPRS移動通信設備、3G移動通信設備或4G移動通信設備。
【附圖說明】
[0010]以下將結合附圖對本發(fā)明的實施方案進行描述，其中:
[0011]圖1為本發(fā)明的一種應用于智能電表生產線的自動測試儀的第一實施例的結構方框圖。
[0012]附圖標記:1CF存儲卡;2面部膚色檢測設備;3血糖檢測設備;4血氧飽和度檢測設備;5 AVR32芯片
【具體實施方式】
[0013]下面將參照附圖對本發(fā)明的一種應用于智能電表生產線的自動測試儀的實施方案進行詳細說明。
[0014]缺氧對機體有著巨大的影響。比如對CNS，肝、腎功能的影響。低氧時首先出現(xiàn)的是代償性心率加速，心搏及心排血量增加，循環(huán)系統(tǒng)以高動力狀態(tài)代償氧含量的不足。同時產生血流再分配，腦及冠狀血管選擇性擴張以保障足夠的血供。但在嚴重的低氧狀況時，由于心內膜下乳酸堆積，ATP合成降低，產生心肌抑制，導致心動過緩，期前收縮，血壓下降與心排血量降低，以及出現(xiàn)室顫等心率失常乃至停搏。
[0015]由于缺氧對人們身體的危害性，血氧飽和度檢測儀器一直是醫(yī)療儀器研發(fā)商重點研發(fā)的課題之一。然而，當前的血氧飽和度檢測儀器檢測對象單一、電路結構冗余度高以及檢測機理不夠全面，導致血氧飽和度檢測的效果不佳，無法滿足病人和醫(yī)方的當前需求。
[0016]為此，本發(fā)明搭建了一種應用于智能電表生產線的自動測試儀，優(yōu)化當前的血氧飽和度檢測儀器的結構，將血糖濃度檢測融入血氧飽和度檢測中，更關鍵的是，采用高精度的圖像識別技術對被測人員的膚色進行識別，將膚色作為血氧飽和度檢測的因素之一，綜合考慮血氧飽和度的檢測結果，從而提高醫(yī)療檢測儀器的智能化水平。
[0017]圖1為本發(fā)明的一種應用于智能電表生產線的自動測試儀的第一實施例的結構方框圖，所述測試儀包括CF存儲卡、面部膚色檢測設備、血糖檢測設備、血氧飽和度檢測設備和AVR32芯片，所述CF存儲卡預先存儲了四種膚色均值區(qū)間和四種血氧飽和度區(qū)間，所述血糖檢測設備用于對被測人員的血糖數(shù)據(jù)進行檢測，所述AVR32芯片將所述面部膚色檢測設備和所述血氧飽和度檢測設備的檢測結果分別與所述CF存儲卡的內容進行匹配，以分別確定被測人員的膚色等級和血氧飽和度等級。
[0018]接著，繼續(xù)對本發(fā)明的一種應用于智能電表生產線的自動測試儀的第二實施例的具體結構進行進一步的說明。
[0019]所述測試儀包括:CF存儲卡，預先存儲了預設比例系數(shù)、預設膚色權重、預設血氧飽和度權重、預設權衡下限閾值、預設權衡上限閾值和面部灰度范圍，所述面部灰度范圍用于將圖像中的人體面部與背景分離，所述CF存儲卡還預先存儲了四種膚色均值區(qū)間和四種血氧飽和度區(qū)間，所述四種膚色均值區(qū)間分別對應四種膚色等級，所述四種血氧飽和度區(qū)間分別對應四種血氧飽和度等級。
[0020]所述測試儀包括:圖像采集設備，包括半球形透明罩、輔助照明子設備和CMOS攝像頭，所述半球形透明罩用于容納所述輔助照明子設備和所述CMOS攝像頭，所述輔助照明子設備為所述CMOS攝像頭的拍攝提供輔助照明，所述CMOS攝像頭對被測人員面部拍攝以獲得被測人員面部圖像。
[0021 ]所述測試儀包括:面部膚色檢測設備，包括自適應遞歸濾波子設備、中值濾波子設備、尺度變換增強子設備、目標分割子設備、膚色等級識別子設備和膚色提取子設備;所述自適應遞歸濾波子設備與所述CMOS攝像頭連接，用于對所述被測人員面部圖像采用自適應遞歸濾波處理，以濾除所述被測人員面部圖像中的高斯噪聲，獲得自適應遞歸濾波圖像;所述中值濾波子設備與所述自適應遞歸濾波子設備連接，用于對所述自適應遞歸濾波圖像執(zhí)行中值濾波處理，以濾除所述自適應遞歸濾波圖像中的散射成分，獲得中值濾波圖像;所述尺度變換增強子設備與所述中值濾波子設備連接，用于對所述中值濾波圖像執(zhí)行尺度變換增強處理，以增強圖像中目標與背景的對比度，獲得增強圖像;所述目標分割子設備與所述尺度變換增強子設備和所述CF存儲卡分別連接，將所述增強圖像中像素灰度值在所述面部灰度范圍內的所有像素組成面部子圖像，所述面部子圖像從所述被測人員面部圖像的背景處分離獲得;所述膚色提取子設備與所述目標分割子設備連接，針對面部子圖像，將其所有像素的亮度累加并除以其所有像素的數(shù)量以獲得目標膚色均值;所述膚色等級識別子設備與所述膚色提取子設備和所述CF存儲卡分別連接，將所述目標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)間所對應的膚色等級作為目標膚色等級輸出。
[0022]所述測試儀包括:酶電極傳感器，包括參比電極、對極電極和工作電極三個電極，工作電極上固定有葡萄糖氧化酶，其中，當被測人員的被測血樣滴落在工作電極的測試區(qū)域時，工作電極上固定的葡萄糖氧化酶與被測血樣中的葡萄糖發(fā)生化學反應，工作電極上的響應電流與被測血樣中的葡萄糖濃度呈線性關系。
[0023]所述測試儀包括:放大電路，與所述酶電極傳感器連接，用于接收并放大工作電極上的響應電流;低通濾波器，與所述放大電路連接，用于接收并濾除響應電流中的高頻成分;發(fā)光二極管，設置在被測人員手指指尖毛細血管位置，與光源驅動電路連接，用于基于光源驅動電路發(fā)送的發(fā)光控制信號，交替發(fā)射紅外光和紅光;光源驅動電路，內置定時器，用于向所述發(fā)光二極管發(fā)送發(fā)光控制信號。
[0024]所述測試儀包括:光電轉換器，設置在被測人員手指指尖上，位于所述發(fā)光二極管的相對位置，用于接收透射被測人員手指指尖毛細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換為模擬電流信號，以獲得模擬紅外光電流和模擬紅光電流；電流電壓轉換電路，與所述光電轉換器連接，用于對模擬紅外光電流和模擬紅光電流分別進行電流電壓轉換，以分別獲得模擬紅外光電壓和模擬紅光電壓。
[0025]所述測試儀包括:信號放大器，與所述電流電壓轉換電路連接，用于對模擬紅外光電壓和模擬紅光電壓分別進行放大，以獲得模擬紅外光放大電壓和模擬紅光放大電壓;信號檢測電路，與所述信號放大器連接，包括直流信號檢測子電路和交流信號檢測子電路，用于檢測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)轉換器，與所述信號檢測電路連接，用于對第一直流電壓、第一交流電壓、第二直流電壓和第二交流電壓分別進行模數(shù)轉換，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。
[0026]所述測試儀包括:血氧飽和度運算電路，與所述模數(shù)轉換器連接，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系。
[0027]所述測試儀包括:AVR32芯片，與所述低通濾波器和所述CF存儲卡分別連接，基于預設比例系數(shù)和濾波后的響應電流計算被測人員的血糖濃度，其中，預設比例系數(shù)為決定工作電極上的響應電流與被測血樣中的葡萄糖濃度之間線性關系的比值;所述AVR32芯片還與血氧飽和度運算電路連接以獲得血氧飽和度;所述AVR32芯片當所述血糖濃度在預設血糖上限濃度時，發(fā)出血糖濃度過高識別信號，當所述血糖濃度在預設血糖下限濃度時，發(fā)出血糖濃度過低識別信號。
[0028]其中，所述AVR32芯片將計算獲得的血氧飽和度與所述四種血氧飽和度區(qū)間進行匹配，將匹配成功的血氧飽和度區(qū)間所對應的血氧飽和度等級作為目標血氧飽和度等級。
[0029]其中，所述AVR32芯片將目標膚色等級與預設膚色權重相乘，將目標血氧飽和度等級與預設血氧飽和度權重相乘，將兩個乘積相加以獲得總權衡值，當總權衡值小于等于預設權衡下限閾值時，發(fā)出血氧不足識別信號，當總權衡值大于等于預設權衡上限閾值時，發(fā)出血氧過量識別信號。
[0030]可選地，在所述測試儀中:自適應遞歸濾波子設備、中值濾波子設備、尺度變換增強子設備、目標分割子設備、膚色等級識別子設備和膚色提取子設備分別采用不同的CPLD芯片來實現(xiàn);所述測試儀還包括:無線通信接口，與所述AVR32芯片連接，用于無線發(fā)送血糖濃度過高識別信號、血糖濃度過低識別信號、血氧不足識別信號或血氧過量識別信號;所述無線通信接口為移動通信設備或藍牙通信設備;所述移動通信設備為GPRS移動通信設備、3G移動通信設備或4G移動通信設備。
[0031]另外，模數(shù)轉換器即A/D轉換器，或簡稱ADC，通常是指一個將模擬信號轉變?yōu)閿?shù)字信號的電子元件。通常的模數(shù)轉換器是將一個輸入電壓信號轉換為一個輸出的數(shù)字信號。由于數(shù)字信號本身不具有實際意義，僅僅表不一個相對大小。故任何一個模數(shù)轉換器都需要一個參考模擬量作為轉換的標準，比較常見的參考標準為最大的可轉換信號大小。而輸出的數(shù)字量則表示輸入信號相對于參考信號的大小。
[0032]模擬數(shù)字轉換器的分辨率是指，對于允許范圍內的模擬信號，它能輸出離散數(shù)字信號值的個數(shù)。這些信號值通常用二進制數(shù)來存儲，因此分辨率經常用比特作為單位，且這些離散值的個數(shù)是2的冪指數(shù)。例如，一個具有8位分辨率的模擬數(shù)字轉換器可以將模擬信號編碼成256個不同的離散值(因為2~8 = 256)，從O到255(即無符號整數(shù))或從-128到127(即帶符號整數(shù))，至于使用哪一種，則取決于具體的應用。
[0033]采用本發(fā)明的一種應用于智能電表生產線的自動測試儀，針對現(xiàn)有技術中血氧飽和度檢測儀器結構落后、檢測對象少且檢測機理單一的技術問題，引用了高精度、有針對性的圖像識別設備對被測人員的膚色進行識別，并融入到血氧飽和度的檢測過程中，同時，加入血糖檢測設備并優(yōu)化現(xiàn)有的檢測結構，從而全面提高血氧飽和度檢測儀器的性能。
[0034]可以理解的是，雖然本發(fā)明已以較佳實施例披露如上，然而上述實施例并非用以限定本發(fā)明。對于任何熟悉本領域的技術人員而言，在不脫離本發(fā)明技術方案范圍情況下，都可利用上述揭示的技術內容對本發(fā)明技術方案做出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實施例。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術方案的內容，依據(jù)本發(fā)明的技術實質對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本發(fā)明技術方案保護的范圍內。
【主權項】
1.一種應用于智能電表生產線的自動測試儀，所述測試儀包括CF存儲卡、面部膚色檢測設備、血糖檢測設備、血氧飽和度檢測設備和AVR32芯片，所述CF存儲卡預先存儲了四種膚色均值區(qū)間和四種血氧飽和度區(qū)間，所述血糖檢測設備用于對被測人員的血糖數(shù)據(jù)進行檢測，所述AVR32芯片將所述面部膚色檢測設備和所述血氧飽和度檢測設備的檢測結果分別與所述CF存儲卡的內容進行匹配，以分別確定被測人員的膚色等級和血氧飽和度等級。2.如權利要求1所述的應用于智能電表生產線的自動測試儀，其特征在于，所述測試儀包括: CF存儲卡，預先存儲了預設比例系數(shù)、預設膚色權重、預設血氧飽和度權重、預設權衡下限閾值、預設權衡上限閾值和面部灰度范圍，所述面部灰度范圍用于將圖像中的人體面部與背景分離，所述CF存儲卡還預先存儲了四種膚色均值區(qū)間和四種血氧飽和度區(qū)間，所述四種膚色均值區(qū)間分別對應四種膚色等級，所述四種血氧飽和度區(qū)間分別對應四種血氧飽和度等級； 圖像采集設備包括半球形透明罩、輔助照明子設備和CMOS攝像頭，所述半球形透明罩用于容納所述輔助照明子設備和所述CMOS攝像頭，所述輔助照明子設備為所述CMOS攝像頭的拍攝提供輔助照明，所述CMOS攝像頭對被測人員面部拍攝以獲得被測人員面部圖像；面部膚色檢測設備包括自適應遞歸濾波子設備、中值濾波子設備、尺度變換增強子設備、目標分割子設備、膚色等級識別子設備和膚色提取子設備;所述自適應遞歸濾波子設備與所述CMOS攝像頭連接，用于對所述被測人員面部圖像采用自適應遞歸濾波處理，以濾除所述被測人員面部圖像中的高斯噪聲，獲得自適應遞歸濾波圖像;所述中值濾波子設備與所述自適應遞歸濾波子設備連接，用于對所述自適應遞歸濾波圖像執(zhí)行中值濾波處理，以濾除所述自適應遞歸濾波圖像中的散射成分，獲得中值濾波圖像;所述尺度變換增強子設備與所述中值濾波子設備連接，用于對所述中值濾波圖像執(zhí)行尺度變換增強處理，以增強圖像中目標與背景的對比度，獲得增強圖像;所述目標分割子設備與所述尺度變換增強子設備和所述CF存儲卡分別連接，將所述增強圖像中像素灰度值在所述面部灰度范圍內的所有像素組成面部子圖像，所述面部子圖像從所述被測人員面部圖像的背景處分離獲得;所述膚色提取子設備與所述目標分割子設備連接，針對面部子圖像，將其所有像素的亮度累加并除以其所有像素的數(shù)量以獲得目標膚色均值;所述膚色等級識別子設備與所述膚色提取子設備和所述CF存儲卡分別連接，將所述目標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)間所對應的膚色等級作為目標膚色等級輸出； 酶電極傳感器，包括參比電極、對極電極和工作電極三個電極，工作電極上固定有葡萄糖氧化酶，其中，當被測人員的被測血樣滴落在工作電極的測試區(qū)域時，工作電極上固定的葡萄糖氧化酶與被測血樣中的葡萄糖發(fā)生化學反應，工作電極上的響應電流與被測血樣中的葡萄糖濃度呈線性關系； 放大電路，與所述酶電極傳感器連接，用于接收并放大工作電極上的響應電流； 低通濾波器，與所述放大電路連接，用于接收并濾除響應電流中的高頻成分； 發(fā)光二極管，設置在被測人員手指指尖毛細血管位置，與光源驅動電路連接，用于基于光源驅動電路發(fā)送的發(fā)光控制信號，交替發(fā)射紅外光和紅光； 光源驅動電路，內置定時器，用于向所述發(fā)光二極管發(fā)送發(fā)光控制信號； 光電轉換器，設置在被測人員手指指尖上，位于所述發(fā)光二極管的相對位置，用于接收透射被測人員手指指尖毛細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換為模擬電流信號，以獲得模擬紅外光電流和模擬紅光電流； 電流電壓轉換電路，與所述光電轉換器連接，用于對模擬紅外光電流和模擬紅光電流分別進行電流電壓轉換，以分別獲得模擬紅外光電壓和模擬紅光電壓； 信號放大器，與所述電流電壓轉換電路連接，用于對模擬紅外光電壓和模擬紅光電壓分別進行放大，以獲得模擬紅外光放大電壓和模擬紅光放大電壓； 信號檢測電路，與所述信號放大器連接，包括直流信號檢測子電路和交流信號檢測子電路，用于檢測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)轉換器，與所述信號檢測電路連接，用于對第一直流電壓、第一交流電壓、第二直流電壓和第二交流電壓分別進行模數(shù)轉換，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； 血氧飽和度運算電路，與所述模數(shù)轉換器連接，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系； AVR32芯片，與所述低通濾波器和所述CF存儲卡分別連接，基于預設比例系數(shù)和濾波后的響應電流計算被測人員的血糖濃度，其中，預設比例系數(shù)為決定工作電極上的響應電流與被測血樣中的葡萄糖濃度之間線性關系的比值;所述AVR32芯片還與血氧飽和度運算電路連接以獲得血氧飽和度;所述AVR32芯片當所述血糖濃度在預設血糖上限濃度時，發(fā)出血糖濃度過高識別信號，當所述血糖濃度在預設血糖下限濃度時，發(fā)出血糖濃度過低識別信號； 其中，所述AVR32芯片將計算獲得的血氧飽和度與所述四種血氧飽和度區(qū)間進行匹配，將匹配成功的血氧飽和度區(qū)間所對應的血氧飽和度等級作為目標血氧飽和度等級； 其中，所述AVR32芯片將目標膚色等級與預設膚色權重相乘，將目標血氧飽和度等級與預設血氧飽和度權重相乘，將兩個乘積相加以獲得總權衡值，當總權衡值小于等于預設權衡下限閾值時，發(fā)出血氧不足識別信號，當總權衡值大于等于預設權衡上限閾值時，發(fā)出血氧過量識別信號； 所述測試儀還包括:無線通信接口，與所述AVR32芯片連接，用于無線發(fā)送血糖濃度過高識別信號、血糖濃度過低識別信號、血氧不足識別信號或血氧過量識別信號； 所述無線通信接口為移動通信設備或藍牙通信設備。
【文檔編號】G01R35/04GK106019203SQ201610316881
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2015年11月6日
【發(fā)明人】邢麗麗
【申請人】邢麗麗