[發明專利]一種可視化口罩密合性測試及評價方法

在審

• 申請號: 202210525501.6
• 申請日: 2022-05-16
• 公開（公告）號: CN115393260A
• 公開（公告）日: 2022-11-25
• 發明（設計）人: 管曉寧;韓佳祥;高曉東;王璐;林婧;胡必杰
• 申請（專利權）人: 東華大學;復旦大學附屬中山醫院
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/62;G16H50/80
• 代理公司: 上海統攝知識產權代理事務所(普通合伙) 31303
• 代理人: 杜亞

1.一種可視化口罩密合性測試及評價方法，其特征在于，將人體頭模的口鼻與呼吸模擬機連接，進行人體呼氣模擬，在呼吸模擬參數保持不變的前提下，通過采集呼氣紋影圖像后進行圖像處理分析獲取人體頭模未佩戴口罩的側面呼氣紋影圖像的紋影面積S₁、正常佩戴口罩的側面呼氣紋影圖像的紋影面積S₂、正常佩戴口罩的正面呼氣紋影圖像的紋影面積S₂'、密封佩戴口罩的側面呼氣紋影圖像的紋影面積S₃、密封佩戴口罩的正面呼氣紋影圖像的紋影面積S₃'，利用公式計算泄露率P，根據P值的大小對口罩密合性進行評級劃分；

其中，側面呼氣紋影圖像的紋影為鼻梁與下巴處氣流紋影，正面呼氣紋影圖像的紋影為兩側臉頰處的氣流紋影；

密封佩戴口罩即在正常佩戴口罩的基礎上，采用膠帶密封口罩與人體頭模所接觸的邊緣部分；

公式如下：

S₄＝(S₂+S₂')-(S₃+S₃')；

P值與口罩密合性等級的對應關系為：P值≤1％，口罩密合性A級，密合性優；

1％P值≤10％，口罩密合性B級，密合性良好；10％P值≤15％，口罩密合性C級，密合性適中；P值＞15％，口罩密合性D級，密合性差。

2.根據權利要求1所述的一種可視化口罩密合性測試及評價方法，其特征在于，人體頭模符合GB/T 2482-1998《中國成年人頭面部尺寸》。

3.根據權利要求1所述的一種可視化口罩密合性測試及評價方法，其特征在于，呼吸模擬機的氣體溫度變化范圍為25～37℃，氣體相對濕度變化范圍為65％～90％，氣流量變化范圍為10～30L/min。

4.根據權利要求1所述的一種可視化口罩密合性測試及評價方法，其特征在于，采集呼氣紋影圖像采用紋影成像體統，紋影成像體統包括第一導軌(1)、第二導軌(2)、第一點光源(3)、第一刀片(9)、第一高速攝影機(7)、第二點光源(4)、第二刀片(10)、第二高速攝影機(8)、第一至六升降支架、計算機(20)、第一凹面鏡(5)和第二凹面鏡(6)；

第一導軌(1)平行于左右方向，第二導軌(2)平行于前后方向，第一導軌(1)與第二導軌(2)的中部連接；

第一點光源(3)、第一刀片(9)、第一高速攝影機(7)間距排列在第一導軌(1)的上方，且自第一導軌(1)的中部向右端順序排列，第一點光源(3)、第一刀片(9)、第一高速攝影機(7)分別對應通過第一升降支架(14)、第二升降支架(15)、第三升降支架(16)與第一導軌(1)的滑塊連接；

第二點光源(4)、第二刀片(10)、第二高速攝影機(8)間距排列在第二導軌(2)的上方，且自第二導軌(2)的中部向前端順序排列，第二點光源(4)、第二刀片(10)、第二高速攝影機(8)分別對應通過第四升降支架(17)、第五升降支架(18)、第六升降支架(19)與第二導軌(2)的滑塊連接；

第一高速攝影機(7)和第二高速攝影機(8)均與計算機(20)連接；

第一凹面鏡(5)固定在第一導軌(1)的上方，且靠近其左端；第二凹面鏡(6)固定在第二導軌(2)的上方，且靠近其后端；

人體頭模安裝在第二導軌(2)的中部上方，且面對第二點光源(4)。

5.根據權利要求4所述的一種可視化口罩密合性測試及評價方法，其特征在于，第一點光源(3)和第二點光源(4)的燈泡直徑不大于3mm。

6.根據權利要求4所述的一種可視化口罩密合性測試及評價方法，其特征在于，第一凹面鏡(5)和第二凹面鏡(6)的直徑不小于200mm。

7.根據權利要求4所述的一種可視化口罩密合性測試及評價方法，其特征在于，第一高速攝影機(7)和第二高速攝影機(8)的拍攝角度變化范圍為42°～45°，放大倍數變化范圍為1～20。

8.根據權利要求4所述的一種可視化口罩密合性測試及評價方法，其特征在于，圖像處理分析的步驟如下：

S1、將呼氣紋影圖像設置為統一的比例尺規格，采用直線工具畫出呼氣紋影圖像中凹面鏡的直徑，將該直徑的長度設置為凹面鏡的實際尺寸；當呼氣紋影圖像為側面呼氣紋影圖像時，凹面鏡為第一凹面鏡(5)，當呼氣紋影圖像為正面呼氣紋影圖像時，凹面鏡為第二凹面鏡(6)；

S2、對呼氣紋影圖進行銳化，同時增加對比度、明暗度、飽和度，使紋影圖像中的明暗交錯的擴散氣流與均勻空氣分界線顯著，輪廓線清晰可見；

S3、框選上述呼氣紋影圖中的擴散氣流外輪廓；

S4、對該區域進行面積自動計算，根據呼氣紋影圖像的像素尺寸與比例尺規格換算得到呼氣紋影圖像的實際紋影面積。