[發(fā)明專(zhuān)利]一種核輻射探測(cè)與心率測(cè)量方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910197346.8
• 申請(qǐng)日: 2019-03-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109793509B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-12-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 魏清陽(yáng);黃鋼琴;張朝暉;戴甜甜;鄢章發(fā);胡裕林
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京科技大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): A61B5/024
• 分類(lèi)號(hào): A61B5/024;A61B5/00;G01T1/02
• 代理公司: 北京市廣友專(zhuān)利事務(wù)所有限責(zé)任公司 11237
• 代理人: 張仲波

1.一種核輻射探測(cè)與心率測(cè)量方法，其特征在于，包括：

在需核輻射監(jiān)測(cè)的環(huán)境中，利用手指遮住移動(dòng)終端攝像頭錄制視頻；

利用移動(dòng)終端對(duì)錄制的視頻進(jìn)行分幀處理，根據(jù)含有核輻射亮斑的圖像幀數(shù)占錄制視頻的總幀數(shù)的比例，確定所述需核輻射監(jiān)測(cè)環(huán)境的輻射劑量率；

從視頻幀圖像中提取出PPG信號(hào)，對(duì)PPG信號(hào)進(jìn)行功率譜分析，確定所述視頻中人體的心率，其中，PPG信號(hào)為光電容積脈搏波信號(hào)；

其中，所述對(duì)錄制的視頻進(jìn)行分幀處理，根據(jù)含有核輻射亮斑的圖像幀數(shù)占錄制視頻的總幀數(shù)的比例，確定所述需核輻射監(jiān)測(cè)環(huán)境的輻射劑量率包括：

對(duì)錄制的視頻進(jìn)行分幀處理，得到一系列幀圖像；

對(duì)每一幀圖像進(jìn)行三基色分離，獲取RGB值；

對(duì)G通道圖像序列，獲取每一幀圖像與相鄰幀圖像的差分圖像；

根據(jù)差分圖像檢測(cè)幀圖像中是否含有輻射亮斑；

根據(jù)含有核輻射亮斑的圖像幀數(shù)占錄制視頻的總幀數(shù)的比例，確定所述需核輻射監(jiān)測(cè)環(huán)境的輻射劑量率。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核輻射探測(cè)與心率測(cè)量方法，其特征在于，所述對(duì)G通道圖像序列，獲取每一幀圖像與相鄰幀圖像的差分圖像包括：

對(duì)當(dāng)前幀圖像分別作前項(xiàng)差分和后項(xiàng)差分，得到前項(xiàng)差分圖像和后項(xiàng)差分圖像；

采用高斯卷積的方法對(duì)前項(xiàng)差分圖像和后項(xiàng)差分圖像作高斯平滑處理；

取高斯平滑處理后的前項(xiàng)差分圖像和后項(xiàng)差分圖像中對(duì)應(yīng)像素點(diǎn)處G值生成差分圖像。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核輻射探測(cè)與心率測(cè)量方法，其特征在于，所述根據(jù)差分圖像檢測(cè)幀圖像中是否含有輻射亮斑包括：

取差分圖像中的最大顏色通道值作為當(dāng)前幀圖像的特征值；

判斷特征值是否大于預(yù)設(shè)的閾值，若是，則當(dāng)前幀圖像含有輻射亮斑。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核輻射探測(cè)與心率測(cè)量方法，其特征在于，所述需核輻射監(jiān)測(cè)環(huán)境的輻射劑量率表示為：

其中，R表示所述需核輻射監(jiān)測(cè)環(huán)境的輻射劑量率，β是是用核輻射劑量測(cè)量?jī)x器進(jìn)行對(duì)照實(shí)驗(yàn)獲得核輻射劑量值與視頻圖像計(jì)算值之間的比例系數(shù)，N為單位時(shí)間內(nèi)的視頻的總幀數(shù)，s₀是每幀圖像的像素總數(shù)，s_i是第i幀圖像的像素總數(shù)，δ_i為輻射事件標(biāo)識(shí)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核輻射探測(cè)與心率測(cè)量方法，其特征在于，所述從視頻幀圖像中提取出PPG信號(hào)，對(duì)PPG信號(hào)進(jìn)行功率譜分析，確定所述視頻中人體的心率包括：

對(duì)視頻幀圖像分別取R、G、B值的平均值，作為R、G、B三個(gè)顏色通道的PPG信號(hào)；

對(duì)PPG信號(hào)進(jìn)行功率譜分析，確定PPG信號(hào)頻率；

根據(jù)得到的PPG信號(hào)頻率，確定所述視頻中人體的心率。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的核輻射探測(cè)與心率測(cè)量方法，其特征在于，所述對(duì)PPG信號(hào)進(jìn)行功率譜分析，確定PPG信號(hào)頻率包括：

對(duì)PPG信號(hào)進(jìn)行歸一化處理；

對(duì)歸一化后的PPG信號(hào)進(jìn)行帶通濾波；

對(duì)濾波后的PPG信號(hào)進(jìn)行頻譜分析，獲取PPG信號(hào)頻譜峰值頻率作為PPG信號(hào)頻率。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的核輻射探測(cè)與心率測(cè)量方法，其特征在于，所述對(duì)濾波后的PPG信號(hào)進(jìn)行頻譜分析，獲取PPG信號(hào)頻譜峰值頻率作為PPG信號(hào)頻率包括：

采用離散頻譜分析、細(xì)化選帶頻譜分析、解調(diào)分析、基于高斯統(tǒng)計(jì)量的振動(dòng)信號(hào)分析、分型特征分析中的一種或多種頻譜分析方法，對(duì)濾波后的PPG信號(hào)進(jìn)行頻譜分析，獲取PPG信號(hào)頻譜峰值頻率作為PPG信號(hào)頻率。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的核輻射探測(cè)與心率測(cè)量方法，其特征在于，所述根據(jù)得到的PPG信號(hào)頻率，確定所述視頻中人體的心率包括：

根據(jù)得到的PPG信號(hào)頻率，通過(guò)公式：pulse＝f×60bps，確定所述視頻中人體的心率，其中，pulse表示人體心率，f表示PPG信號(hào)頻率。