CN102151128B - 一种柱显压力校正方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种柱显压力校正方法，该方法运用视频分析方法对LED柱显式血压计和水银血压计测量结果进行比对，并对LED柱显数据进行静态和动态后校正，补偿校正过程是对压力传感器已经经过标定的LED柱显式血压计所进行的整体微调，以使其特性更加接近传统的水银血压计，不仅满足血压计相关的计量检定标准，而且适合临床柯式音法测血压的要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种柱显压力校正方法，尤其涉及一种运用视频分析方法对LED柱显式血压测量仪表进行补偿校正的方法，属于压力测量补偿技术领域。
背景技术
新型LED柱显式血压计是采用压阻式压力传感器将气压转化为电压信号，通过A/D转换、单片机温度补偿校正实现压力测量，并通过LED柱显装置加以显示的血压测量装置。LED柱显方式采用贴片LED阵列，模拟传统水银血压计的压力显示方式，简单直观，可读性好。血压测量方法采用柯式音法，这在临床使用中具有显而易见的好处。LED柱显血压计是否能够替代传统水银血压计，关键在于能否达到足够的测量精度。由于目前我国血压计量检定标准是参照压力测量器具，只检定几个标准压力值的测量精度，而柯式音法不仅是静态压力的测量，同时对压力动态变化测量的要求也较高，因此在单片机对压力传感器进行初步补偿校正之后，对LED柱显数据进行静态和动态的后校正也是十分有意义的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种运用视频分析方法对LED柱显式血压计和水银血压计测量结果进行比对，并对LED柱显数据进行静态和动态后校正的方法。
为了实现上述技术目的，本发明方法通过以下的技术装置实现：
补偿校正装置由LED柱显式血压计、水银血压计、恒温箱、视频捕捉器、自动气泵、连通气道，以及补偿校正电路组成。
进行比对的LED柱显式血压计和水银血压计放在恒温箱中，对两者的位置进行调整，使之尽量靠近并互相平行，便于视频捕捉器采集图像；调节恒温箱温度值，以便对每一个环境温度值进行补偿校正；水银血压计是经过标定之后的标准血压计；自动气泵产生特定的气压，并通过连通气道同时向LED柱显式血压计和水银血压计供气；视频捕捉器实时采集图像，并由补偿校正电路进行分析处理。
LED柱显式血压计采用LED阵列显示压力数值，显示从0mmHg柱直至300mmHg柱的压力数值，共采用150个LED管，采用贴片式LED管，每个LED管代表2mmHg柱。在显示中，小于显示压力值的LED管都点亮，大于显示压力值的LED管都熄灭，这和水银血压计形成类似的对比。
结合补偿校正装置，对每一个环境温度值，本发明所提供技术方案的具体步骤如下：
步骤一：预处理过程
(1)归零，LED柱显式血压计和水银血压计同时归零；
(2)采集一帧初始静态图像；
(3)灰度化，将彩色图像转化为灰度图；
(4)分析图像区域，纵向扫描，判断每条线的灰度分布，区分刻度区、标尺区、数字区；
(5)刻度定位，定位每一条刻度线的位置，并建立刻度坐标图；
步骤二：补偿校正过程
(1)启动自动气泵充气，从0mmHg柱直至300mmHg柱，以2mmHg柱/秒的速度匀速充气；
(2)等时间隔采集图像，每隔200ms采集一帧图像；
(3)相邻帧图像作差运算，在差图像中只剩下不同高度的LED管和水银段图像，以及一些噪声；
(4)去噪；
(5)识别LED管，检测差图像中的新出现LED管位置，由于LED管为红色或绿色，通过色度信息在原始帧中确定LED管坐标；
(6)识别水银段，检测差图像中的新出现水银段位置，确定该水银段坐标；
(7)读出各自读数，在刻度坐标图上，找到LED管中心线对应的坐标读数，以及水银段中心线对应的坐标读数；
(8)建立读数对，即LED管-水银段读数对；
(9)启动自动气泵放气，从300mmHg柱直至0mmHg柱，以2mmHg柱/秒的速度匀速放气；
(10)重复(2)-(8)步骤；
(11)读数对表存入LED柱显式血压计，由于LED柱显式血压计的压力传感器已经经过了温度补偿，因此差别不会很大，读数对相差不大，将读数偏差表进行保存。
上述预处理过程、补偿校正过程都由补偿校正电路实现。
综上所述，本发明的有益技术效果是：通过和标定过的标准水银血压计进行比对，在静态和动态特性上对LED柱显式血压计的读数进行补偿校正，使其特性更加接近传统的水银血压计，更加容易为临床所接受，成为替代造成汞污染的水银血压计的技术方案。
附图说明
图1是本发明一种柱显压力校正方法的补偿校正装置结构示意图；
图2是本发明一种柱显压力校正方法的补偿校正流程图；
图3是本发明一种柱显压力校正方法的纵向扫描线波形图；
图4是本发明一种柱显压力校正方法的刻度坐标图；
图5是本发明一种柱显压力校正方法的差图像示意图。
具体实施方式
参考附图，下面将对本发明进行详细描述。
如图1所示：实现本发明方法的补偿校正装置由LED柱显式血压计(100)、水银血压计(101)、恒温箱(102)、视频捕捉器(103)、自动气泵(104)、连通气道(105)，以及补偿校正电路(106)组成。
进行比对的LED柱显式血压计(100)和水银血压计(101)放在恒温箱中，对两者的位置进行调整，使之尽量靠近并互相平行，便于视频捕捉器(103)采集图像；调节恒温箱(102)温度值，以便对每一个环境温度值进行补偿校正；水银血压计(101)是经过标定之后的标准血压计；自动气泵(104)产生特定的气压，并通过连通气道(105)同时向LED柱显式血压计(100)和水银血压计(101)供气；视频捕捉器(103)实时采集图像，并由补偿校正电路(106)进行分析处理。
LED柱显式血压计(100)采用LED阵列显示压力数值，显示从0mmHg柱直至300mmHg柱的压力数值，共采用150个LED管，采用贴片式LED管，每个LED管代表2mmHg柱。在显示中，小于显示压力值的LED管都点亮，大于显示压力值的LED管都熄灭，这和水银血压计(101)形成类似的对比。
如图2所示：结合补偿校正装置，对每一个环境温度值，本发明所提供技术方案的具体步骤如下：
步骤一：预处理过程
(1)归零(200)，LED柱显式血压计(100)和水银血压计(102)同时归零；
(2)采集一帧初始静态图像(201)；
(3)灰度化(202)，将彩色图像转化为灰度图；
(4)分析图像区域(203)，纵向扫描，判断每条线的灰度分布，区分刻度区、标尺区、数字区；
(5)刻度定位(204)，定位每一条刻度线的位置，并建立刻度坐标图；
步骤二：补偿校正过程
(1)启动自动气泵充气(205)，从0mmHg柱直至300mmHg柱，以2mmHg柱/秒的速度匀速充气；
(2)等时间隔采集图像(206)，每隔200ms采集一帧图像；
(3)相邻帧图像作差运算(207)，在差图像中只剩下不同高度的LED管和水银段图像，以及一些噪声；
(4)去噪(208)；
(5)识别LED管(209)，检测差图像中的新出现LED管位置，由于LED管为红色或绿色，通过色度信息在原始帧中确定LED管坐标；
(6)识别水银段(210)，检测差图像中的新出现水银段位置，确定该水银段坐标；
(7)读出各自读数(211)，在刻度坐标图上，找到LED管中心线对应的坐标读数，以及水银段中心线对应的坐标读数；
(8)建立读数对(212)，即LED管-水银段读数对；
(9)启动自动气泵放气(213)，从300mmHg柱直至0mmHg柱，以2mmHg柱/秒的速度匀速放气；
(10)重复(2)-(8)步骤；
(11)读数对表存入LED柱显式血压计(214)，由于LED柱显式血压计(100)的压力传感器已经经过了温度补偿，因此差别不会很大，读数对相差不大，将读数偏差表进行保存。
上述预处理过程、补偿校正过程都由补偿校正电路(106)实现。
如图3所示：刻度区纵向扫描线波形图(300)对应着LED管的纵向扫描线，标尺区纵向扫描线波形图(301)对应着标尺的纵向扫描线，数字区纵向扫描线波形图(302)对应着数字的纵向扫描线。
由于各个区域的纵向扫描线波形特征不同，与背景区与的纵向扫描线也有很大的差异，因此可以从灰度图上快速地检出。但是有时由于光照等其他环境因素的影响，造成特征不容易区分而引起误判，本发明的另一实施例可以通过人工交互的方式进行改正。
如图4所示：刻度坐标图中只留下LED柱显式血压计刻度坐标(400)、水银血压计刻度坐标(401)，每一个刻度坐标(402)都是一个三元数组(x坐标，y坐标，刻度值)。
如图5所示：差图像中前后帧之间相差2mmHg柱后，LED管会有一个管的差异，这个LED管坐标(500)就是变化的压力值，而当前后帧之间相差小于2mmHg柱时，差图像中没有LED管，因此压力值保持不变。
而在水银血压计中，前后帧总有一些变化，因为水银是连续变化的，而水银段坐标(501)的变化误差不大，因此可以取平均。一般来说，血压计的压力误差要求在2mmHg柱，因此这样的误差也是可以接受的。
由此产生的充气过程和放气过程中的读数对表生成读数偏差表，以LED柱显式血压计读数为下标，存入LED柱显式血压计存储器内，本发明的一个实施例中LED柱显式血压计的每个刻度为2mmHg柱，因此读数偏差表以(0，b0)，(2，b2)，…，(149，b149)存放。由于LED柱显式血压计中的压力传感器已经进行过静态标定，因此读数偏差bi一般较小，往往是±1或者0。
Claims (2)
1.一种柱显压力校正方法，由LED柱显式血压计、水银血压计、恒温箱、视频捕捉器、自动气泵、连通气道，以及补偿校正电路组成的补偿校正装置实现，其特征在于：
将进行比对的LED柱显式血压计和水银血压计放在恒温箱中，对两者的位置进行调整，使之靠近并互相平行，便于视频捕捉器采集图像；
调节恒温箱温度值，对每一个环境温度值进行补偿校正；
水银血压计是经过标定之后的标准血压计；
自动气泵产生特定的气压，并通过连通气道同时向LED柱显式血压计和水银血压计供气；
视频捕捉器实时采集图像，并由补偿校正电路进行分析处理；
运用视频分析方法对LED柱显式血压计和水银血压计测量结果进行比对，并对LED柱显数据进行静态和动态后校正，具体实现步骤如下：
步骤1：预处理过程
步骤1.1：归零，LED柱显式血压计和水银血压计同时归零；
步骤1.2：采集一帧初始静态图像；
步骤1.3：灰度化，将彩色图像转化为灰度图；
步骤1.4：分析图像区域，纵向扫描，根据刻度区纵向扫描线波形图(300)、标尺区纵向扫描线波形图(301)、数字区纵向扫描线波形图(302)的灰度分布，判断每条线的波形特征，区分刻度区、标尺区、数字区；
步骤1.5：刻度定位，定位每一条刻度线的位置，并建立刻度坐标图；
步骤2：补偿校正过程
步骤2.1：启动自动气泵充气，从0mmHg直至300mmHg，以2mmHg/秒的速度匀速充气；
步骤2.2：等时间隔采集图像，每隔200ms采集一帧图像；
步骤2.3：相邻帧图像作差运算，在差图像中只剩下不同高度的LED管和水银段图像，以及一些噪声；
步骤2.4：去噪；
步骤2.5：识别LED管，检测差图像中的新出现LED管位置，由于LED管为红色或绿色，通过色度信息在原始帧确定LED管坐标，原始帧为作差运算的相邻帧的前一帧；
步骤2.6：识别水银段，检测差图像中的新出现水银段位置，确定该水银段坐标；
步骤2.7：读出各自读数，在刻度坐标图上，找到LED管中心线对应的坐标读数，以及水银段中心线对应的坐标读数；
步骤2.8：建立读数对，即LED管-水银段读数对；
步骤2.9：启动自动气泵放气，从300mmHg直至0mmHg，以2mmHg/秒的速度匀速放气；
步骤2.10：重复步骤2.2至步骤2.8；
步骤2.11：充气过程和放气过程的LED管-水银段读数对表存入LED柱显式血压计，由于LED柱显式血压计的压力传感器已经经过了静态标定，因此LED管-水银段读数对相差不大，以LED柱显式血压计每个刻度2mmHg读数为下标，生成(0，b0)，(1，b1)，…，(149，b149)的读数偏差表进行保存，其中偏差bi是±1或者0。
2.如权利要求1所述的一种柱显压力校正方法，其特征在于：所述补偿校正过程是对压力传感器已经经过标定的LED柱显式血压计所进行的整体微调，以使之不仅满足血压计相关的计量检定标准，而且适合临床柯式音法测血压的要求。
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