容積血流脈搏成像系統的制作方法
【專利摘要】一種容積血流脈搏成像系統，包括處理器裝置、攝像裝置及自適應照明裝置，所述自適應照明裝置及所述攝像裝置與所述處理器裝置電性連接，所述攝像裝置對待檢測部位進行成像，并將獲得的圖像數據傳輸至所述處理器裝置，所述處理器裝置接收所述圖像數據，并對所述圖像數據進行分析處理以獲得所述攝像裝置成像時的工作亮度，當所述工作亮度低于所述處理器裝置預設的一參考亮度值時，所述處理器裝置根據所述參考亮度值及所述工作亮度之差生成一補償亮度，并將所述補償亮度反饋至所述自適應照明裝置，所述自適應照明裝置根據所述補償亮度調節照明亮度，以使所述攝像裝置的工作亮度與所述參考亮度值相匹配。
【專利說明】容積血流脈搏成像系統

【技術領域】
[0001]本發明涉及醫學成像領域，尤其涉及一種容積血流脈搏成像系統。

【背景技術】
[0002]生理信息檢測是評估生理健康的重要方法之一，因而研究出快捷、準確的生理信息檢測方法具有重要的意義。利用容積血流脈搏成像進行生理信息檢測是目前的研究方向之一，其原理是根據血管中血液成分及容量變化對光的透射及反射的影響，通過獲取表皮的皮膚容積血流脈搏圖像，經過信號處理與提取，以獲得相應的生理信息，如脈率、血流速度、血壓等。
[0003]由于容積血流脈搏成像是通過普通攝像頭進行成像的，而且成像的時候攝像頭不需要進入身體體內，并且可進行連續實時的成像，通過這種連續非接觸式的方式來檢測生理信息，可以使得生理信息檢測變得更加方便快捷。因此，容積血流脈搏成像技術對于移動醫療的推廣和普及具有重要的現實意義。
[0004]然而，現有的利用普通攝像頭成像的容積血流脈搏成像系統進行生理信息檢測的準確率依賴于環境的光強，當環境光強適中的情況下，容積血流脈搏成像的信噪比變化不明顯，因而可以獲得較高的檢測準確率；但是當環境光強太強或太弱時，會導致檢測的錯誤率增加，不能滿足大范圍、多環境的使用要求。


【發明內容】

[0005]針對上述問題，本發明的目的在于提供一種容積血流脈搏成像系統，其通過設計一個自適應照明裝置，實現自動補償環境光照強度的目的，提高容積血流脈搏成像系統在光強較弱或光強不穩定的情況下的檢測準確率。
[0006]本發明提供一種容積血流脈搏成像系統，包括處理器裝置、攝像裝置及自適應照明裝置，所述自適應照明裝置及所述攝像裝置與所述處理器裝置電性連接，所述攝像裝置對待檢測部位進行成像，并將獲得的圖像數據傳輸至所述處理器裝置，所述處理器裝置接收所述圖像數據，并對所述圖像數據進行分析處理以獲得所述攝像裝置成像時的工作亮度，當所述工作亮度低于所述處理器裝置預設的一參考亮度值時，所述處理器裝置根據所述參考亮度值及所述工作亮度之差生成一補償亮度，并將所述補償亮度反饋至所述自適應照明裝置，所述自適應照明裝置根據所述補償亮度調節照明亮度，以使所述攝像裝置的工作亮度與所述參考亮度值相匹配。
[0007]其中，所述自適應照明裝置包括固定件及若干光源，所述固定件上設置有若干安裝孔，所述光源安裝于所述安裝孔內。
[0008]其中，所述固定件呈圓環形，所述若干安裝孔排列成圓環形，從而所述光源圍成一個圓圈，以保證均勻照射。
[0009]其中，所述自適應照明裝置還包括驅動裝置，所述驅動裝置設置于所述固定件內，并與所述光源及所述處理器裝置電性連接，所述驅動裝置根據所述處理器裝置發送的補償亮度，生成與所述補償亮度適配的驅動電流，以驅動所述光源發出適配的亮度。
[0010]其中，所述攝像裝置設置于所述光源圍成的圓圈的中心。
[0011]其中，所述安裝孔排列成正方形、矩形或三角形，從而所述光源圍成一正方形、矩形或三角形，所述攝像裝置設置于所述光源圍成的正方形、矩形或三角形的中心。
[0012]其中，所述光源為白熾燈或具有特定波長的半導體發光二極管或者不同波長的半導體發光二極管的組合。
[0013]其中，所述處理器裝置設置一預設信噪比，所述參考亮度值為所述攝像裝置生成的圖像數據符合預設信噪比時的亮度。
[0014]其中，所述攝像裝置為CMOS、NMOS或者CCD。
[0015]其中，當所述工作亮度大于等于所述參考亮度值時，所述處理器裝置不生成所述補償亮度，進而所述自適應照明裝置不啟動。
[0016]本發明實施例提供的容積血流脈搏成像系統，通過加入一個自適應照明裝置，調節所述攝像裝置成像時的亮度，使得該攝像裝置在一較佳的照明亮度下進行成像，從而改善了所述容積血流脈搏成像系統在光強不足或光強不穩定的情況下的生理信息檢測準確性，保證了生理信息檢測的準確率。此外，本發明提供的容積血流脈搏成像系統具有操作簡便，成本低等優點，滿足在不同外界環境下的使用要求。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]為了更清楚地說明本發明的技術方案，下面將對實施方式中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施方式，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0018]圖1是本發明實施例提供的容積血流脈搏成像系統的模塊示意圖。
[0019]圖2是所述攝像裝置與所述自適應照明裝置的安裝結構示意圖。

【具體實施方式】
[0020]下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0021]請參閱圖1，本發明實施例提供一種容積血流脈搏成像系統100，用于獲取待檢測部位(如皮膚)的容積血流脈搏圖像，并通過對所述容積血流脈搏圖像進行分析與提取，以獲得相應的生理信息，如，脈率、血流速度、血壓等生理信息。
[0022]所述容積血流脈搏成像系統100包括處理器裝置10、攝像裝置20及自適應照明裝置30，所述攝像裝置20及所述自適應照明裝置30均與所述處理器裝置10電性連接，所述自適應照明裝置30具有不同的照明亮度，且所述照明亮度可通過所述處理器裝置10進行控制調節。所述攝像裝置20對所述待檢測部位進行成像，并將成像獲得的圖像數據傳輸至所述處理器裝置10，所述處理器裝置10接收所述圖像數據，并通過對所述圖像數據進行圖像處理與分析進而獲得所述攝像裝置20成像時的工作亮度(即外部環境的亮度)；所述處理器裝置10預設一參考亮度值，當所述工作亮度低于所述參考亮度值時，所述處理器裝置10根據所述工作亮度及所述參考亮度值之差生成一補償亮度(當所述工作亮度大于等于所述參考亮度值時，所述自適應照明裝置30則不啟動)，并將所述補償亮度反饋至所述自適應照明裝置30，所述自適應照明裝置30根據所述補償亮度自動發出相應強度的光，以使所述攝像裝置20的工作亮度接近或等于所述參考亮度值(即所述攝像裝置20的工作亮度與該參考亮度值相匹配)，從而所述攝像裝置20在參考亮度值的照明條件下進行容積血流脈搏成像，提高了生理信息檢測結果的準確性。
[0023]在本發明實施例中，所述處理器裝置10可為計算機或單片機系統，其與所述攝像裝置20及所述自適應照明裝置30電性連接，并用于接收所述攝像裝置20獲取的圖像數據及向所述自適應照明裝置30反饋所述補償亮度的信號，以調節該自適應照明裝置30的照明亮度。具體為，所述處理器裝置10通過對所述攝像裝置20傳輸的圖像數據進行圖像處理和分析，進而獲取所述攝像裝置20實時的工作亮度，并根據預設的參考亮度值與實時的工作亮度之間的亮度差，生成所述補償亮度。需要說明的是，當所述實時的工作亮度高于所述參考亮度值時，所述處理器裝置30不生成所述補償亮度。
[0024]其中，所述參考亮度值可通過如下方法獲得:所述攝像裝置20獲取在不同亮度的照射環境的圖像數據；所述處理器裝置10計算所述攝像裝置20在不同亮度的照射環境下所獲得的圖像數據的信噪比；以及，該處理器裝置10將符合預設信噪比時的亮度設置為參考亮度值。
[0025]請一并參閱圖2，在本發明實施例中，所述自適應照明裝置30包括固定件31及多個光源32，所述固定件31可呈圓環形，其上開設有若干用于固定所述光源32的安裝孔(圖未標)。其中，所述若干安裝孔可排列成圓環形，從而所述光源32圍成一個圓圈，所述攝像裝置20設置于所述自適應照明裝置30的中間，即大致位于所述光源32圍成的圓圈的中心位置。較佳地，所述若干安裝孔等間隔地開設在所述固定件31上，并排列成圓環狀，所述攝像裝置20設置于所述自適應照明裝置30的中間，即大致位于所述多個光源32圍成的圓圈的中心位置，以保證所述待檢測部位可被所述光源32均勻照射，從而獲得較佳的照明和成像效果。
[0026]可以理解的是，在本發明的其他實施例中，所述固定件31也可設置為其他形狀，如可設置成矩形、正方形、三角形、其他多邊形，或者不規則的形狀，所述安裝孔的也可排列成矩形、正方形、三角形、任意多邊形，或者其他不規則的形狀，所述攝像裝置20設置于所述光源32圍成的矩形、正方形、三角形、任意多邊形，或者其他不規則的形狀的中心位置，只要保證所述被檢測部位可被所述自適應照明裝置30的光源32均勻照射的結構設計均在本發明的保護范圍之內，在此不再贅述。
[0027]在本發明實施例中，所述自適應照明裝置30還包括驅動裝置33，所述驅動裝置33與所述處理器裝置10及所述的多個光源32電性連接。所述驅動裝置33可安裝于所述固定件31內部，并與各個光源32電性連接，以向各個光源32提供驅動電流，進而調整各個光源32的照明亮度。所述處理器裝置10向所述驅動裝置33反饋所述補償亮度，所述驅動裝置33根據所述補償亮度產生適配的驅動電流，并驅動所述光源32發出與所述驅動電流適配照明亮度的光線，從而使所述攝像裝置20的工作亮度接近或等于所述參考亮度值。
[0028]需要說明的是，在本發明實施例中，所述光源32可以根據實際的需要選擇不同類型的光源，如可為白熾燈，或者為具有特定波長的半導體發光二極管(Light EmittingD1de,LED)或者具有不同波長的LED燈的組合。其中，所述LED燈的波長的可以根據所述待檢測部位的生理特征和形態進行選擇，本發明對此不做具體限定。
[0029]需要說明的是，在本發明實施例中，所述攝像裝置20可為但并不限于:電荷耦合兀件(Charge-coupled Device, CCD)、互補金屬氧化物半導體(Complementary MetalOxide Semiconductor, CMOS)或 N 型金屬氧化物半導體(N Mental Oxide Semiconductor,NMOS)，其成像原理可為電子成像、光學成像或光纖成像等。
[0030]請一并參閱圖1及圖2，使用前，所述處理器裝置10通過計算所述攝像裝置20在不同亮度下獲得的圖像數據的信噪比，并將符合所述預設信噪比的亮度標記為參考亮度值，并保存所述參考亮度值。使用時，將所述攝像裝置20對準所述待檢測部位，如人體的皮膚等部位，此時，所述自適應照明系統30處于關閉狀態，所述攝像裝置20在自然光(或者室內燈光)的照射條件下，對所述帶檢測部位進行拍攝，并將圖像數據傳輸至所述處理器裝置10，所述處理器裝置10根據所述圖像數據計算來獲取當前的工作亮度(即當前環境下自然光或者室內燈光的亮度)。其中，所述工作亮度的獲取可通過取場景中心點為采樣點進行計算，也可以采用在場景中取多點做采樣點進行計算。然后，所述處理器裝置10判斷所述工作亮度是否小于所述參考亮度值，若是，則所述處理器裝置10根據所述工作亮度及所述參考亮度值之差，計算生成一補償亮度(當所述工作亮度大于等于所述參考亮度值時，則所述處理器裝置10不生成補償亮度)，并將所述補償亮度傳輸至所述自適應照明系統30。所述自適應照明系統30的驅動裝置33根據所述補償亮度，生成與所述補償亮度適配的驅動電流，所述驅動電流驅動所述光源32發出光線，以使所述攝像裝置20的工作亮度接近或等于所述參考亮度值。此時，所述攝像裝置20在參考亮度值的照明條件下對所述待檢測部位進行成像，獲取所述容積血流脈搏圖像的圖像數據，并利用所述處理器裝置10對所述容積血流脈搏圖像進行信號處理與提取，即可獲得所述待檢測部位的生理信息，如脈率、血流速度、血壓等，從而實現了生理檢測。由于所述攝像裝置20在成像時處于參考亮度值下，因而保證了生理信息檢測結果的準確性。
[0031]綜上所述，本發明實施例提供的容積血流脈搏成像系統100，通過加入一個自適應照明裝置30，調節所述攝像裝置20成像時的亮度，使得該攝像裝置20在一較佳的照明亮度下進行成像，從而改善了所述容積血流脈搏成像系統100在光強不足或光強不穩定的情況下的生理信息檢測準確性，保證了生理信息檢測的準確率。此外，本發明提供的容積血流脈搏成像系統100具有操作簡便，成本低等優點，滿足在不同外界環境下的使用要求。
[0032]以上所述是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也視為本發明的保護范圍。
【權利要求】
1.一種容積血流脈搏成像系統，包括處理器裝置及攝像裝置，其特征在于，所述容積血流脈搏成像系統還包括自適應照明裝置，所述自適應照明裝置及所述攝像裝置與所述處理器裝置電性連接，所述攝像裝置對待檢測部位進行成像，并將獲得的圖像數據傳輸至所述處理器裝置，所述處理器裝置接收所述圖像數據，并對所述圖像數據進行分析處理以獲得所述攝像裝置成像時的工作亮度，當所述工作亮度低于所述處理器裝置預設的一參考亮度值時，所述處理器裝置根據所述參考亮度值及所述工作亮度之差生成一補償亮度，并將所述補償亮度反饋至所述自適應照明裝置，所述自適應照明裝置根據所述補償亮度調節照明亮度，以使所述攝像裝置的工作亮度與所述參考亮度值相匹配。
2.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述自適應照明裝置包括固定件及若干光源，所述固定件上設置有若干安裝孔，所述光源安裝于所述安裝孔內。
3.根據權利要求2所述的系統，其特征在于，所述固定件呈圓環形，所述若干安裝孔排列成圓環形，從而所述光源圍成一個圓圈，以保證均勻照射。
4.根據權利要求3所述的系統，其特征在于，所述自適應照明裝置還包括驅動裝置，所述驅動裝置設置于所述固定件內，并與所述光源及所述處理器裝置電性連接，所述驅動裝置根據所述處理器裝置發送的補償亮度，生成與所述補償亮度適配的驅動電流，以驅動所述光源發出適配的亮度。
5.根據權利要求3所述的系統，其特征在于，所述攝像裝置設置于所述光源圍成的圓圈的中心。
6.根據權利要求3所述的系統，其特征在于，所述安裝孔排列成正方形、矩形或三角形，從而所述光源圍成一正方形、矩形或三角形，所述攝像裝置設置于所述光源圍成的正方形、矩形或三角形的中心。
7.根據權利要求3所述的系統，其特征在于，所述光源為白熾燈或具有特定波長的半導體發光二極管或者不同波長的半導體發光二極管的組合。
8.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述處理器裝置設置一預設信噪比，所述參考亮度值為所述攝像裝置生成的圖像數據符合預設信噪比時的亮度。
9.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述攝像裝置為CMOS、NMOS或者CCD。
10.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，當所述工作亮度大于等于所述參考亮度值時，所述處理器裝置不生成所述補償亮度，進而所述自適應照明裝置不啟動。
【文檔編號】A61B5/0295GK104257378SQ201410440383
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月1日 優先權日:2014年9月1日
【發明者】汪震, 王磊, 金雷 申請人:深圳先進技術研究院