[發(fā)明專利]基于熱成像的關(guān)脈識(shí)別方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710872547.4
• 申請(qǐng)日: 2017-09-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109419497B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-12-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉蘇;耿興光;張劭龍;張以濤;張俊;張海英
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院微電子研究所
• 主分類號(hào): A61B5/01
• 分類號(hào): A61B5/01;A61B5/00
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 任巖

1.一種基于熱成像的關(guān)脈識(shí)別方法，包括以下步驟：

步驟S1，獲取被測(cè)者小臂和腕部的輪廓線；

步驟S2，對(duì)步驟S1得到的輪廓線進(jìn)行預(yù)處理，提取橈骨突莖特征點(diǎn)的x坐標(biāo)；

步驟S3，獲取被測(cè)者小臂和腕部的熱成像圖，將熱成像圖中的橈動(dòng)脈影像擬合成一條直線函數(shù)，所述橈骨突莖特征點(diǎn)的x坐標(biāo)和該x坐標(biāo)在所述直線函數(shù)上對(duì)應(yīng)的y坐標(biāo)就是關(guān)脈最終位置；

其中，步驟S2中對(duì)步驟S1得到的輪廓線進(jìn)行預(yù)處理的步驟具體包括：

步驟S21，對(duì)步驟S1得到的輪廓線進(jìn)行連通域識(shí)別，判斷所述輪廓線中的最大連通域是否貫穿所述輪廓線左右兩側(cè)的邊界，即連通域是否存在斷點(diǎn)，如果不存在斷點(diǎn)，則所述最大連通域?yàn)樗崛〉乃鲂”酆屯蟛康妮喞€，跳轉(zhuǎn)到步驟S23；

步驟S22，以最大連通域左側(cè)斷點(diǎn)為原點(diǎn)對(duì)該點(diǎn)上、左上、左、左下、下5個(gè)方向2個(gè)像素范圍內(nèi)尋找邊緣片段，若在搜尋范圍內(nèi)存在其他連通域，則將兩個(gè)連通域相連，中間斷點(diǎn)像素通過(guò)插值在兩個(gè)片斷之間補(bǔ)像素點(diǎn)，最終形成一個(gè)新的連通域，并以新的連通域左側(cè)斷點(diǎn)為原點(diǎn)進(jìn)一步尋找其他邊緣片段，直至到達(dá)圖像左側(cè)邊界；

以最大連通域右側(cè)斷點(diǎn)為原點(diǎn)對(duì)該點(diǎn)上、右上、右、右下、下5個(gè)方向2個(gè)像素范圍內(nèi)尋找邊緣片段，若在搜尋范圍內(nèi)存在其他連通域，則將兩個(gè)連通域相連，中間斷點(diǎn)像素通過(guò)插值在兩個(gè)片斷之間補(bǔ)像素點(diǎn)，最終形成一個(gè)新的連通域，并以新的連通域右側(cè)斷點(diǎn)為原點(diǎn)進(jìn)一步尋找其他邊緣片段，直至到達(dá)圖像右側(cè)邊界；

其中，上述向左、向右的搜尋和接續(xù)斷點(diǎn)的步驟不分先后；

步驟S23，將基于上述最大連通域得到的二維圖像的邊緣輪廓線轉(zhuǎn)為一維曲線，消除轉(zhuǎn)換過(guò)程中產(chǎn)生的階躍點(diǎn)，使轉(zhuǎn)換的一維曲線更平滑，突出小臂和腕部的邊緣特征。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S1具體包括：

獲取被測(cè)者小臂和腕部的熱成像影像，并通過(guò)邊緣檢測(cè)算法提取所述熱成像影像中小臂和手腕的輪廓線。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S2中所述提取橈骨突莖特征點(diǎn)的步驟具體包括：

步驟S24，對(duì)轉(zhuǎn)換的小臂和腕部邊緣輪廓線的一維曲線進(jìn)行特征提取，尋找手部與橈骨突莖之間的最低凹陷處；

步驟S25，以所述最低凹陷處為基準(zhǔn)，在該基準(zhǔn)左側(cè)0～4cm范圍內(nèi)，在輪廓線對(duì)應(yīng)的曲率波形中尋找第一個(gè)波峰，如果存在，則該波峰即識(shí)別為關(guān)脈的x坐標(biāo)，如果不存在，則所述最低凹陷處即識(shí)別為關(guān)脈的x坐標(biāo)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，在步驟S24的尋找手部與橈骨突莖之間的最低凹陷處的步驟中，是基于橈骨突莖在手腕凹陷到小臂的邊緣輪廓線上存在一個(gè)邊界變化彎曲幅度最大點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S3中將熱成像圖中的橈動(dòng)脈影像擬合成一條直線函數(shù)的步驟具體包括：

步驟S31，對(duì)所述熱成像圖構(gòu)建橈動(dòng)脈區(qū)域，設(shè)置閾值，用于為二值化所述橈動(dòng)脈區(qū)域提供閾值參考；

步驟S32，二值化所述橈動(dòng)脈區(qū)域，將橈動(dòng)脈的圖像與熱成像圖中的其它部分分離；

步驟S33，將步驟S32中得到的橈動(dòng)脈圖像擬合成直線函數(shù)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，步驟S31中對(duì)熱成像圖構(gòu)建橈動(dòng)脈區(qū)域，設(shè)置閾值的步驟具體包括：

用步驟S2中預(yù)處理后生成的輪廓線上的每一個(gè)像素為原點(diǎn)構(gòu)建一個(gè)區(qū)域；

根據(jù)橈動(dòng)脈邊界位置的區(qū)域像素均值和方差的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，設(shè)定均值和方差的閾值。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，步驟S32中的二值化所述橈動(dòng)脈區(qū)域的步驟具體包括：

計(jì)算每個(gè)邊緣像素區(qū)域中像素的均值和方差；

將生成的每個(gè)邊緣像素區(qū)域中像素的均值和方差逐次與閾值作比較，二值化符合閾值條件的區(qū)域。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，步驟S33中的將步驟S32中得到的橈動(dòng)脈圖像擬合成直線函數(shù)的步驟具體包括：

對(duì)二值化的橈動(dòng)脈圖像像素縱坐標(biāo)求平均，獲得描述橈動(dòng)脈圖像的曲線；

對(duì)曲線進(jìn)行直線擬合，得到包含橈動(dòng)脈走勢(shì)的直線函數(shù)。