[發明專利]一種基于機器視覺的針灸手法量化方法及系統

在審

• 申請號: 202110628166.8
• 申請日: 2021-06-06
• 公開（公告）號: CN113380375A
• 公開（公告）日: 2021-09-10
• 發明（設計）人: 李之玉;劉澄涵;張亞楠
• 申請（專利權）人: 上海墀圣信息科技有限責任公司
• 主分類號: G16H20/40
• 分類號: G16H20/40;G06T7/80;G06T7/62;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提出了一種基于機器視覺的針灸手法量化方法及系統。該方法分為六個模塊：標定雙目視覺傳感器、錄制實驗用針的過程、計算空間坐標、分析對應的手法操作、計算手法操作的物理參數、在手法數據庫中儲存結果。標定雙目視覺傳感器以便得到圖像坐標和空間坐標的換算關系，計算機計算視頻中的每幀反光目標的空間坐標，分析所有空間坐標可得到視頻中不同時間段的手法操作。再計算得到每一個手法操作的幅度、角度等物理參數，儲存在手法數據庫中，就完成了一次針灸手法的量化。

技術領域

本發明涉及一種針灸手法量化技術，具體涉及一種基于機器視覺的針灸手法量化方法及系統。

背景技術

針灸是一種歷史悠久、實操性很強的醫療技術。一直以來，針灸手法的教學和傳承多依賴口傳心授或課堂、書本；對教學成果的檢驗也只能在實踐中靠患者的反饋，不能做到精細的量化和調整。因此開發一種能夠對針灸手法進行測量和評估的方法，使得能夠獲得針灸手法中的細節，對針灸本身的發展、教學質量的提高、相關產業的帶動都是有很大的積極意義的。

目前有許多針灸手法量化的系統，但仍有許多地方值得完善和提高。有些是采取了模擬方式的量化，如壓力、拉力轉換的電信號等。但這種方式較容易受噪聲干擾，也不方便發現導致異常信號的原因，進而無法調整手法狀態。有些則是測量方式較為籠統，例如只能對一個時間段的旋轉總數、提插總數等進行統計，不能捕捉到更細微的手法變化，難以獲得更精確的手法評價和改善。

發明內容

為解決上述問題，本發明提供一種基于機器視覺的針灸手法量化方法及系統。本發明通過標定好的雙目視覺傳感器來錄制實驗用針的針灸手法，再結合機器視覺的圖像處理算法，分析計算得到每一幀的空間坐標，從而可以繼續計算獲得視頻中的不同針灸手法，以及每個針灸手法對應的物理參數。采取視覺的方式較其它方式更加自然、直觀；對每一幀的分析，既可以精確量化每一時刻點的手法細節，也可以將其匯總分析，獲取動作的趨勢和最顯著的特點。

本發明是通過如下技術方案實現的。

S1、標定雙目視覺傳感器，并根據張正友標定法計算所拍攝的圖片上的有效點，在圖片上的坐標與空間三維坐標之間的換算關系。

S2、使用標定好的雙目視覺傳感器，錄制用戶使用實驗用針進行針灸時的手部和實驗用針的運動過程。

S3、將錄制好的視頻，上傳至計算機，使用結合了機器視覺的圖像處理算法識別出視頻中每一幀的實驗用針的空間坐標。

S4、將所得的空間坐標使用計算機進行手法組合分析，獲得針灸手法理論中對應的不同的基礎針灸手法操作。

S5、將所得的基礎針灸手法操作分別使用計算機進行物理參數分析，獲取基礎手法的物理參數。如運動幅度、頻率、角度等。

S6、將所獲得的物理參數存儲在手法數據庫中。

進一步地，在步驟S1中，雙目視覺傳感器進行標定。通過視覺信息，將獲取雙目視覺傳感器的內參數和外參數，并將空間坐標系統一于雙目視覺傳感器的坐標系下，并計算出圖像坐標和空間三維坐標的換算方程的系數。所述有效點，是使用棋盤格標定板進行標定的時候，用于計算的格子之間的交叉點。

進一步地，在步驟S2中，實驗用針由醫用針灸針，輔助棒，反光目標組成。根據采集手法的不同，選取不同長度與直徑的所述輔助棒固定在所述醫用針灸針的不同部位。在某些采集手法中，不使用輔助棒。所述反光目標為包括但不限于球形的反光物體。在進行錄制時，在使用所述輔助棒的情況下，根據采集手法的不同，選取不同大小的反光目標固定在輔助棒的不同部位。在不使用所述輔助棒的情況下，根據采集手法的不同，選取不同大小的反光目標固定在所述醫用針灸針的不同部位。