CN104270658A - 基于心率变异性非接触式健康监测系统的电视机及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于视频图像的非接触式生命体征的检测系统及方法，本发明采用网络技术，可以实时地将采集到的使用者健康数据据传送到云端服务器进行保存，成功地解决了传统电视的使用者无法长期跟踪自身健康状态的问题，使用户在使用设备时也实时坚持自身的健康状态。本发明可实现连续监测；并可及时发现问题并进行调节，具有方便、快速、实时、低成本以及适用范围广等优点。

Description

基于心率变异性非接触式健康监测系统的电视机及方法
 
技术领域
本发明涉及一种监测系统，特别是一种基于心率变异性非接触式健康监测系统的电视机及方法。
背景技术
公开日为2012-06-20，公开号为102499664A的中国发明专利公开了一种基于视频图像的非接触式生命体征检测方法，首先按固定帧频连续采集视频图像，自动检测ROI区域，从所述ROI区域划分出的多通道信号中分离出生命体征信号，提取出生命体征信号的频率并将所述频率转换为所述生命体征，获得检测结果。本发明还公开了一种基于视频图像的非接触式生命体征的检测系统。本发明具有快速、实时、可实现连续监测、鲁棒性强、低成本以及适用范围广等优点。
公开日为2013-09-04，公开号为103271734A的中国发明专利公开了一种基于低端成像设备的心率测量方法，该方法主要应用于日常环境光照明条件下，非接触的心率测量。该方法通过对包含人脸区域的视频按RGB三颜色通道分别读取，计算每一帧中人脸区域的灰度均值，并以帧数为变量，绘出三条曲线。根据信息熵原理设置阈值，根据三条曲线的熵大小判断成像装置的颜色失真情况。当颜色失真严重时，利用独立成分分析的方法，提取代表脉搏波的波形；当颜色失真不严重时，对红色通道曲线和绿色通道曲线进行简单的相除运算，得到代表脉搏波的波形。对此波形进行傅里叶变换，取0.5Hz～3Hz范围内频率值最大时对应的频率，从而得到出心率。
   但是，将以上方法运用到电视机以实时监测使用者身体健康状态的设计还未有见。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种基于心率变异性非接触式健康监测系统的网络电视及方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
包括电视机及垫子，设置于电视机内的面部图像采集识别模块、CPU模块、通讯模块、红外感应模块、预警模块，设置于垫子内的电源装置、控制装置、压力开关、蓝牙通讯模块、重压电传感器、体脂传感器，所述面部图像采集识别模块、红外感应模块、通讯模块、预警模块均与所述CPU模块连接，所述蓝牙通讯模块、重压电传感器、体脂传感器通过压力开关、控制装置与电源装置连接，且重压电传感器、体脂传感器均与蓝牙通讯模块连接，所述面部图像采集识别模块用于采集使用者的面部图像并转化成面部图像序列数据，所述CPU模块进行数据的处理分析，所述通讯模块包括网络接口装置、蓝牙装置和短信发送装置的一种或多种，所述电视机通过网络接口装置连接因特网，并通过该网络接口装置将CPU模块与云端服务器及医院数据库系统通讯连接，系统记录的数据传输至云端服务器并存储在医院系统内个人电子健康档案中；用户可利用蓝牙装置将系统记录数据同步传输到手机、平板等设备上，以实现无网下近距离无线传输；所述短信发送装置用于向手机终端发送经CPU模块处理分析后的表情特征信息及心率特征信息数据，红外感应模块用于感应人体，并唤醒所述面部图像采集模块的休眠状态，所述电视机用于将接收到的使用者的实时信息数据和对比结论数据输出到电视机画面上，所述预警模块用于向用户报警，所述蓝牙通讯模块、重压电传感器、体脂传感器通过电源装置供电，且通过压力开关及控制装置控制电路的通断，所述重压电传感器及体脂传感器用于获取使用者的体重信息及脂肪含量信息并传送到蓝牙通讯模块，所述蓝牙通讯模块可与通讯模块实施无线数据交换。
所述面部图像采集模块包括摄影头，且该摄影头嵌入安装在电视机的主机体壳的上部正中央，所述面部图像通过摄影头将采集。
所述红外感应模块设置于电视机主机体壳上。
所述预警模块包括声音提示器、LED灯光提示器的至少一种。
1. 基于心率变异性非接触式健康监测系统的监测方法，其特征在于：由以下步骤组成：
步骤一：使用者坐在垫子上将压力开关触发，通过压力开关开启垫子的重压电传感器及体脂传感器；
步骤二：当有人正在使用电视时，为红外感应模块所检测到，红外感应模块将信息反馈给CPU模块，CPU模块激活该健康监测系统进入工作状态；
步骤三：CPU模块控制面部图像采集识别模块实时获取使用者的面部图像序列数据传输到CPU模块，得到使用者的表情特征信息；
步骤四：CPU模块对面部图像采集识别模块发送的使用者面部图像序列数据进行处理分析获取使用者在一段时间内心率特征信息；同时通过垫子内设置的蓝牙通讯模块与电视机中设置的通讯模块实施无线数据交换而将体重数据及脂肪含量数据传送给CPU模块，并通过CPU模块对上述数据进行处理得到体重信息及脂肪含量信息；
步骤五：CPU模块将处理得出的表情特征和心率特征信息、体重信息及脂肪含量信息与之前的信息进行信息融合比对，用以监测使用者的实时生理状况和健康状态，
步骤六：CPU模块从云端服务器的数据库中调用用户信息，查询该使用者是老用户还是新用户，并作出相应答复；如答复确认是老用户，CPU模块将步骤五中获得的实时信息数据保存在云端服务器数据库相应用户的数据库中；如答复确认是新用户，CPU模块建立该用户数据库，并将该步骤五中获得的实时信息数据保存在云端服务器数据库新建用户的数据库中；
步骤七：CPU模块控制电视机将使用者得的实时生理状况和健康状态数据输出到电视机画面上，通过数据显示输出使用者的生理状况及CPU模块根据信息得出的健康建议；
步骤八：当融合后的健康状态信息的值超过历史平均值，则通过预警模块向使用者提示预警，并通过短信发送装置向用户注册时的紧急电话终端设备发送信息预警。
步骤三具体包括以下；通过摄影头采集到使用者的面部图像后，面部图像采集识别模块现将面部图像转换成面部图像序列数据，并将该使用者的面部图像序列数据传送给CPU模块。
本发明的有益效果是：本发明公开了一种基于视频图像的非接触式生命体征的检测系统及方法，本发明采用网络技术，可以实时地将采集到的使用者健康数据据传送到云端服务器进行保存，成功地解决了传统电视的使用者无法长期跟踪自身健康状态的问题，使用户在使用设备时也实时坚持自身的健康状态。
本发明可实现连续监测；并可及时发现问题并进行调节，具有方便、快速、实时、低成本以及适用范围广等优点。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是电视机的立体视图。
图2是垫子的立体视图。
图3是本发明的原理框图。
具体实施方式
参照图1至图3，本发明公开了一种基于心率变异性非接触式健康监测系统的电视机1及方法，
在一个较佳的例子中，当所述的红外感应模块没有检测到有人使用电视机1时，所述的健康监测系统处于休眠状态，当使用者坐在垫子2上，压力开关被触发，激活垫子2的重压电传感器及体脂传感器；同时红外感应模块检测到有人正在使用电视机1时，所述的面部图像采集模块便进入工作状态，面部图像采集模块包含一摄影头3，摄影头3采集面部图像，面部图像采集模块将面部图像转换成面部图像序列数据，并将采集到的使用者的面部图像序列数据传送给CPU模块，同时重压电传感器及体脂传感器用于获取使用者的体重数据及脂肪含量数据并传送到垫子2内设置的蓝牙通讯模块，同时该蓝牙通讯模块与电视机1中设置的通讯模块实施无线数据交换而将体重数据及脂肪含量数据传送给CPU模块， CPU模块将采集到的使用者面部图像序列、体重信息及脂肪含量数据进行处理分析，得到使用者的表情特征信息及心率特征信息及体重信息及脂肪含量信息，
同时，CPU模块从远端服务器的数据库中传回用户去确认信息，信息确认的过程具体为：CPU模块从云端服务器的数据库中调用用户信息，查询该使用者是老用户还是新用户，并作出相应答复；如答复确认是老用户，CPU模块将上述获得的实时信息数据保存在云端服务器数据库相应用户的数据库中；如答复确认是新用户，CPU模块建立该用户数据库，并将上述获得的实时信息数据保存在云端服务器数据库新建用户的数据库中；然后将该实时数据与用户历史数据进行信心融合比对，用以监测使用者的健康状态，并依照得出的结论控制相应的反应装置。
    其中，CPU模块工作流程如下：
    当红外感应模块检测到有人正在使用电视时并坐在垫子2上时，红外感应模块发信号给CPU模块，CPU模块控制面部图像采集模块、重压电传感器及体脂传感器便进入工作状态，将采集到使用者的面部图像序列、体重信息及脂肪含量数据传送给CPU模块，CPU模块与云端服务器的数据库中的面部图像信息进行比对，并读取使用者的历史数据。此时CPU模块对实时数据进行如下操作：
将分析处理的实时信息数据保存在云端服务器数据库相应用户的数据库中；
对于实时获得的使用者将表情特征信息、心率特征信息、体重信息及脂肪含量数据与云端服务器数据库中的历史数据平均值进行融合比较，当融合后的健康状态信息超过历史平均值时，则通过预警模块向使用者提示预警，并通过信息发送装置向用户注册时的紧急电话终端设备发送信息预警。
以上对本发明实施例所提供的一种基于心率变异性非接触式健康监测系统的电视机1及方法，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
 

Claims (6)

1.基于心率变异性非接触式健康监测系统的电视机，其特征在于：包括电视机及垫子，设置于电视机内的面部图像采集识别模块、CPU模块、通讯模块、红外感应模块、预警模块，设置于垫子内的电源装置、控制装置、压力开关、蓝牙通讯模块、重压电传感器、体脂传感器，所述面部图像采集识别模块、红外感应模块、通讯模块、预警模块均与所述CPU模块连接，所述蓝牙通讯模块、重压电传感器、体脂传感器通过压力开关、控制装置与电源装置连接，且重压电传感器、体脂传感器均与蓝牙通讯模块连接，所述面部图像采集识别模块用于采集使用者的面部图像并转化成面部图像序列数据，所述CPU模块进行数据的处理分析，所述通讯模块包括网络接口装置、蓝牙装置和短信发送装置的一种或多种，所述电视机通过网络接口装置连接因特网，并通过该网络接口装置将CPU模块与云端服务器及医院数据库系统通讯连接，系统记录的数据传输至云端服务器并存储在医院系统内个人电子健康档案中；用户可利用蓝牙装置将系统记录数据同步传输到手机、平板等设备上，以实现无网下近距离无线传输；所述短信发送装置用于向手机终端发送经CPU模块处理分析后的表情特征信息及心率特征信息数据，红外感应模块用于感应人体，并唤醒所述面部图像采集模块的休眠状态，所述电视机用于将接收到的使用者的实时信息数据和对比结论数据输出到电视机画面上，所述预警模块用于向用户报警，所述蓝牙通讯模块、重压电传感器、体脂传感器通过电源装置供电，且通过压力开关及控制装置控制电路的通断，所述重压电传感器及体脂传感器用于获取使用者的体重信息及脂肪含量信息并传送到蓝牙通讯模块，所述蓝牙通讯模块可与通讯模块实施无线数据交换。
2.根据权利要求1所述的基于心率变异性非接触式健康监测系统的电视机，其特征在于：所述面部图像采集模块包括摄影头，且该摄影头嵌入安装在电视机的主机体壳的上部正中央，所述面部图像通过摄影头采集。
3.根据权利要求1所述的基于心率变异性非接触式健康监测系统的电视机，其特征在于：所述红外感应模块设置于电视机主机体壳上。
4.根据权利要求1所述的基于心率变异性非接触式健康监测系统的电视机，其特征在于：所述预警模块包括声音提示器、LED灯光提示器的至少一种。
5.基于心率变异性非接触式健康监测系统的监测方法，其特征在于：由以下步骤组成：
步骤一：使用者坐在垫子上将压力开关触发，通过压力开关开启垫子的重压电传感器及体脂传感器；
步骤二：当有人正在使用电视时，为红外感应模块所检测到，红外感应模块将信息反馈给CPU模块，CPU模块激活该健康监测系统进入工作状态；
步骤三：CPU模块控制面部图像采集识别模块实时获取使用者的面部图像序列数据传输到CPU模块，得到使用者的表情特征信息；
步骤四：CPU模块对面部图像采集识别模块发送的使用者面部图像序列数据进行处理分析获取使用者在一段时间内心率特征信息；同时通过垫子内设置的蓝牙通讯模块与电视机中设置的通讯模块实施无线数据交换而将体重数据及脂肪含量数据传送给CPU模块，并通过CPU模块对上述数据进行处理得到体重信息及脂肪含量信息；
步骤五：CPU模块将处理得出的表情特征和心率特征信息、体重信息及脂肪含量信息与之前的信息进行信息融合比对，用以监测使用者的实时生理状况和健康状态，
步骤六：CPU模块从云端服务器的数据库中调用用户信息，查询该使用者是老用户还是新用户，并作出相应答复；如答复确认是老用户，CPU模块将步骤五中获得的实时信息数据保存在云端服务器数据库相应用户的数据库中；如答复确认是新用户，CPU模块建立该用户数据库，并将该步骤五中获得的实时信息数据保存在云端服务器数据库新建用户的数据库中；
步骤七：CPU模块控制电视机将使用者得的实时生理状况和健康状态数据输出到电视机画面上，通过数据显示输出使用者的生理状况及CPU模块根据信息得出的健康建议；
步骤八：当融合后的健康状态信息的值超过历史平均值，则通过预警模块向使用者提示预警，并通过短信发送装置向用户注册时的紧急电话终端设备发送信息预警。
6.根据权利要求5所述的基于心率变异性非接触式健康监测系统的监测方法，其特征在于：步骤三具体包括以下；通过摄影头采集到使用者的面部图像后，面部图像采集识别模块现将面部图像转换成面部图像序列数据，并将该使用者的面部图像序列数据传送给CPU模块。
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