[發明專利]基于患者表情識別的病房輔助醫護系統及輔助醫護方法

有效

• 申請號: 201510532324.4
• 申請日: 2015-08-27
• 公開（公告）號: CN105184239B
• 公開（公告）日: 2018-06-01
• 發明（設計）人: 崔文成;任磊;劉陽;邵虹
• 申請（專利權）人: 沈陽工業大學
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G16H40/67;G16H50/20
• 代理公司: 沈陽智龍專利事務所(普通合伙) 21115
• 代理人: 周智博;宋鐵軍

1.一種基于患者表情識別的病房輔助醫護方法，其特征在于：該方法依據下述系統實施：此系統分為三層，采集層、識別層和應用層，采集層連接識別層，識別層連接應用層；

該方法能夠實時獲取病房患者表情信息、及時提醒醫護人員患者發出痛苦表情；

該方法利用采集層對病人表情進行采集，將患者表情數據和信息傳輸到服務器端進行儲存；

之后利用識別層將服務器端存儲的原始視頻圖像信息進行表情識別，并將表情識別結果存入患者表情數據庫；

然后利用應用層通過Internet讀取服務器端患者表情數據庫數據，對原始的表情信息進行加工整理；

識別層的表情特征提取處理流程步驟如下：

(1)對原始表情區域圖像進行Gabor小波變換；選取5個尺度和8個角度的二維Gabor濾波器組，對標準大小的100×100的純臉表情圖像與Gabor核函數進行卷積運算，其輸出結果為復數，將復數的實部作為表情圖像的Gabor特征；

(2)利用角度差分二值編碼方法，對原始的40張Gabor特征圖進行集成，將v角度下的5個尺度Gabor特征圖作為信源，用Gu，v(x，y)表示Gabor特征圖，(u∈(0，...，4)，v∈(0，...，7)，u表示尺度，v表示角度)，按照公式(1)依次計算相鄰兩幅Gabor特征圖Gu，v對應像素點的像素值Gu，v(x，y)的差值，其中x的表示Gabor特征圖橫坐標，y表示Gabor特征圖縱坐標，用di，v(x，y)表示差值，其中i∈(0，...，4)，v∈(0，...，7)，i表示尺度，v表示角度，共得出5個差值；

d i , v ( x , y ) = G i , v ( x , y ) - G i + 1 , v ( x , y ) , 0 ≤ i < 4 G i , v ( x , y ) - G 0 , v ( x , y ) , i = 4 - - - ( 1 ) ]]>

(3)根據公式(2)得到di，v(x，y)對應的二進制編碼，用ti，v(x，y)表示二進制編碼,其中v∈(0，...，7)，i表示尺度，v表示角度；

t i , v ( x , y ) = 1 , | d i , v ( x , y ) | > 0 0 , | d i , v ( x , y ) | = 0 , i ∈ ( 0 , ... , 4 ) - - - ( 2 ) ]]>

(4)將計算得出的5個二進制編碼ti，v(x，y)，其中i∈(0，...，4)，i表示尺度，按照i從小到大，分別對應二進制數的低位到高位，剩余二進制數位全置為0，構成該像素點(x，y)的8位二進制數，x表示橫坐標，y表示縱坐標,最后根據公式(3)將該8位二進制數轉化成十進制數，作為該像素點的角度差分二值編碼值，用DCAv(x，y)表示角度差分二值編碼值，v表示角度；

DCA v ( x , y ) = Σ i = 0 4 t i , v ( x , y ) × 2 i , v ∈ ( 0 , ... , 7 ) - - - ( 3 ) ]]>

(5)依照上述(1)～(4)的算法構成了8個角度的差分二值編碼圖像，用DCAv表示差分二值編碼圖像，v∈(0，...，7)，v表示角度，從左到右，依次是0，1，2，3，4，5，6，7角度的差分二值編碼圖；

(6)通過對每張集成Gabor特征圖表情識別效果進行對比統計和分析，根據每張集成Gabor特征圖對每類表情的識別率以及平均識別率，發現8張角度的差分二值編碼圖中的6角度差分二值編碼圖，3角度差分二值編碼圖，2角度差分二值編碼圖和1角度差分二值編碼圖對表情識別率最高，因此選擇上述四張角度差分二值編碼圖進行拼接，轉換成一個行向量作為最終的特征向量。