CN107655575A - 一种基于红外扫描成像的面部检测系统 - Google Patents

一种基于红外扫描成像的面部检测系统 Download PDF

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李凤环
马智胜
马甲秀
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    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J5/00Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/01Measuring temperature of body parts ; Diagnostic temperature sensing, e.g. for malignant or inflamed tissue
    • A61B5/015By temperature mapping of body part

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Abstract

本发明提供一种基于红外扫描成像的面部检测系统,包括中心处理模块,以及与中心处理模块相连的红外镜头模块、数据输入模块、数据输出模块、电源模块,进一步还可以包括wifi模块、3G/4G模块,所述wifi和3G/4G模块可将中心处理模块的数据发送到备份服务器或云端服务器。用于快速备份检测数据,或者个性定制个人方案。本发明通过红外测量面部的温度与差异,可以根据面部温差分布情况对身体健康状态做一定程度上的早期判断,如果异常会提出警示,适于家用,方便快捷,准确率高。

Description

一种基于红外扫描成像的面部检测系统
技术领域
本发明涉及红外成像技术领域,具体涉及一种基于红外扫描成像的面部检测系统。
背景技术
红外波是波长介于微波与可见光之间的电磁波,其波长范围为0.75-1000微米。其中,波长为0.75-3微米的红外波为近红外波、波长为3-6微米的红外波为中红外波、波长为6-15微米的红外波为远红外波、波长为15-1000微米的红外波为极远红外波。人体的红外波是皮肤表面组织新陈代谢产生的能量波之一,其只存在于皮肤表面。
利用红外成像测温的技术也已经发展多年,一切温度高于绝对零度的物体都在不停地向周围空间发出红外辐射能量。红外辐射能量的大小按波长的分布与它的表面温度有着十分密切的关系。因此,通过对物体自身发出的红外能量的测量,便能准确地测出它的表面温度。红外测温仪能接收多种物体自身发射出的不可见红外辐射能量。红外辐射是电磁频谱的一部分,红外位于可见光和无线电波之间。当仪器测温时,被测物体发射出的红外辐射能量,通过测温仪的光学系统在探测器上转为电信号,并通过红外测温仪的显示部分显示出被测物体的表面温度。但是用红外测温技术检测人体面部温度的系统还没有出现。
发明内容
本发明所解决的技术问题是提供一种基于红外扫描成像的面部检测系统,弥补现有产品市场的缺陷,快速检测人体面部温度,对身体健康程度做出初步判定。
本发明的技术方案是:
一种基于红外扫描成像的面部检测系统,包括中心处理模块,以及与中心处理模块相连的红外镜头模块、数据输入模块、数据输出模块、电源模块,
所述红外镜头模块采集面部红外波,分为七个部位扫描采集,分别是额头部位、左面颊部位、右面颊部位、口唇下颌部位、左鼻翼部位、右鼻翼部位、鼻尖部位;
所述数据输入模块将采集到的数据传输到中心处理模块进行处理,处理步骤包括:
(1)取各个部位以及面部整体多次采集得到的温度均值;
(2)计算各个部位与面部整体之间的温度差值:
ΔTL1=左面颊部位温度-面部整体温度;
ΔTL2=额头部位-面部整体温度;
ΔTL3=左鼻翼部位-面部整体温度;
ΔTR1=右面颊部位温度-面部整体温度;
ΔTR2=口唇下颌部位-面部整体温度;
ΔTR3=右鼻翼部位-面部整体温度;
ΔTR4=鼻尖部位-面部整体温度;
(3)将以上各差值进行相减,得到各温度差值:
ΔTL1-ΔTR1;ΔTL2-ΔTR2;ΔTL3-ΔTR3;ΔTR4-ΔTL3;ΔTR4-ΔTR3
(4)将各温度差值与预设的温度阈值TS进行比较;如果温度差值大于温度阈值TS,则提示异常结果;
所述数据输入模块包括数据传输线,数据输出模块包括显示屏和音频模块,
中心处理模块处理后的数据显示在显示屏上,如有异常结果有视频或音频提示。
本发明的面部检测系统,进一步还可以包括wifi模块和/或3G/4G模块,所述wifi和3G/4G模块可将中心处理模块的数据发送到备份服务器或云端服务器。用于快速备份检测数据,或者个性定制个人方案。
本发明的面部检测系统,其中所述额头部位是眉毛以上至额头发际线以下;左面颊部位是左耳至左颧骨正中线,上至眉毛,下至口唇;右面颊部位是右耳至右颧骨正中线,上至眉毛下,下至口唇;口唇下颌部位是鼻尖以下的口唇下颌部分。
本发明的面部检测系统,所述红外镜头模块包括误差在±0.24度的红外镜头。
本发明的面部检测系统,其中所述温度阈值TS为0.5摄氏度。
本发明的有益效果为:本发明通过红外测量面部的温度与差异,可以根据面部温差分布情况对身体健康状态做一定程度上的早期判断,如果异常会提出警示,适于家用,方便快捷,准确率高。
附图说明
图1是本发明基于红外扫描成像的面部检测系统的结构简图。
具体实施方式
为进一步说明本发明,结合以下实施例具体说明:
如图1所示,一种基于红外扫描成像的面部检测系统,包括中心处理模块,以及与中心处理模块相连的红外镜头模块、数据输入模块、数据输出模块、电源模块,和wifi模块或3G/4G模块。
红外镜头模块为误差在±0.24度的红外镜头,用于采集面部红外波,分为七个部位扫描采集,分别是额头部位、左面颊部位、右面颊部位、口唇下颌部位、左鼻翼部位、右鼻翼部位、鼻尖部位;
所述数据输入模块将采集到的数据传输到中心处理模块进行处理,处理步骤包括:
(1)取各个部位以及面部整体多次采集得到的温度均值;
(2)计算各个部位与面部整体之间的温度差值:
ΔTL1=左面颊部位温度-面部整体温度;
ΔTL2=额头部位-面部整体温度;
ΔTL3=左鼻翼部位-面部整体温度;
ΔTR1=右面颊部位温度-面部整体温度;
ΔTR2=口唇下颌部位-面部整体温度;
ΔTR3=右鼻翼部位-面部整体温度;
ΔTR4=鼻尖部位-面部整体温度;
(3)将以上各差值进行相减,得到各温度差值:
ΔTL1-ΔTR1;ΔTL2-ΔTR2;ΔTL3-ΔTR3;ΔTR4-ΔTL3;ΔTR4-ΔTR3
(4)将各温度差值与预设的温度阈值TS进行比较;如果温度差值大于温度阈值TS,则提示异常结果;温度阈值TS为0.5摄氏度。
所述数据输入模块包括数据传输线,数据输出模块包括显示屏和音频模块,
中心处理模块处理后的数据显示在显示屏上,如有异常结果有视频或音频提示。
wifi和3G/4G模块可将中心处理模块的数据发送到备份服务器或云端服务器。用于快速备份检测数据,或者个性定制个人方案。
本实施例的面部检测系统,其中所述额头部位是眉毛以上至额头发际线以下;左面颊部位是左耳至左颧骨正中线,上至眉毛,下至口唇;右面颊部位是右耳至右颧骨正中线,上至眉毛下,下至口唇;口唇下颌部位是鼻尖以下的口唇下颌部分。
本实施例的面部检测系统,具体的使用方法是:包括以下步骤:
1)采用高精度红外镜头采集人体红外波。进一步地,为提高采集精度,采用误差在±0.24度的红外镜头。
2)利用红外热成像设备对人体左右面颊区域、左右鼻翼鼻尖区域、额头区域、口唇下颌区域以及整个面部的温度进行多次测定。
3)分别计算步骤2)
ΔTL1=左面颊部位温度-面部整体温度;
ΔTL2=额头部位-面部整体温度;
ΔTL3=左鼻翼部位-面部整体温度;
ΔTR1=右面颊部位温度-面部整体温度;
ΔTR2=口唇下颌部位-面部整体温度;
ΔTR3=右鼻翼部位-面部整体温度;
ΔTR4=鼻尖部位-面部整体温度;
4)将上下左右各检测区域的差值进行相减,得到左右各检测区域的温度差值。其具体过程为:
ΔTL1-ΔTR1;ΔTL2-ΔTR2;ΔTL3-ΔTR3;ΔTR4-ΔTL3;ΔTR4-ΔTR3
5)将步骤4)得到的上下左右对应区域的温度差值与预设的温度阈值TS进行比较,如果上下或左右对应区域的温度差值高于温度阈值TS,则提示其体质类型为湿热体质、阴虚体质、特禀体质、气郁体质、血瘀体质;如果上下或左右对应区域的温度差值低于温度阈值TS,则提示其体质类型为为阳虚体质、气虚体质、痰湿体质。
否则,进入步骤6);其具体过程为:
如果左右面颊的温度差值大于温度阈值TS,即ΔTL1-ΔTR1>TS,则提示为阳虚体质、气虚体质、痰湿体质倾向明显;反之,则提示为则提示为湿热体质、阴虚体质、特禀体质、气郁体质、血瘀体质倾向明显;否则,进入步骤6);
如果额头的温度差值和口唇下颌的温度差值大于温度阈值TS,即ΔTL2-ΔTR2>TS,则提示为阳虚体质、气虚体质、痰湿体质倾向明显;反之,则提示为湿热体质、阴虚体质、特禀体质、气郁体质、血瘀体质倾向明显;否则,进入步骤6);
如果左鼻翼区域的温度差值和右鼻翼的温度差值大于温度阈值TS,即ΔTL3-ΔTR3>TS,则提示为阳虚体质、气虚体质、痰湿体质倾向明显;反之,则提示为湿热体质、阴虚体质、特禀体质、气郁体质、血瘀体质倾向明显;否则,进入步骤6);
如果鼻尖的温度差值和两鼻翼温度差值大于温度阈值TS,即ΔTR4-ΔTL3>TS或ΔTR4-ΔTR3>TS则提示为阳虚体质、气虚体质、痰湿体质倾向明显;反之,则提示为湿热体质、阴虚体质、特禀体质、气郁体质、血瘀体质倾向明显;否则,进入步骤6)。
进一步地,根据多次试验分析得到温度阈值TS采用0.5摄氏度。
6)判断上下左右温度差值明显低于面部整体热源温度差值,则提示为阳虚体质、气虚体质、痰湿体质倾向明显;反之,则提示为湿热体质、阴虚体质、特禀体质、气郁体质、血瘀体质倾向明显;否则,进入步骤7)。
7)根据多次试验分析预设左右面颊平均温度的正常差值区间为-0.5~0.1摄氏度、额头区域与口唇下颌区域平均温度的正常差值区间为-0.3~0.9摄氏度、左右鼻翼和鼻尖与整体面部平均温度的正常差值区间为-0.4~1.2摄氏度;如果所测7组区域中出现4组区域温度差值大于该温度差值,则提示为湿热体质、阴虚体质、特禀体质、气郁体质、血瘀体质倾向明显;如果明显低于对应所设正常差值区间则提示为阳虚体质、气虚体质、痰湿体质倾向明显;根据身体体质类型的差异化明显趋势,从而得到面部温度与体质类型相吻合的检测结果。
由于采用以上技术方案,本发明的有益效果为:本发明通过红外测量面部的温度与差异,可以根据面部温差分布情况对身体健康状态做一定程度上的早期判断,如果异常会提出警示,适于家用,方便快捷,准确率高。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述,并非对本发明的范围进行限定,在不脱离本发明设计精神的前提下,本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进,均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (5)

1.一种基于红外扫描成像的面部检测系统,其特征在于:包括中心处理模块,以及与中心处理模块相连的红外镜头模块、数据输入模块、数据输出模块、电源模块,
所述红外镜头模块采集面部红外波,分为七个部位扫描采集,分别是额头部位、左面颊部位、右面颊部位、口唇下颌部位、左鼻翼部位、右鼻翼部位、鼻尖部位;
所述数据输入模块将采集到的数据传输到中心处理模块进行处理,处理步骤包括:
(1)取各个部位以及面部整体多次采集得到的温度均值;
(2)计算各个部位与面部整体之间的温度差值:
ΔTL1=左面颊部位温度-面部整体温度;
ΔTL2=额头部位-面部整体温度;
ΔTL3=左鼻翼部位-面部整体温度;
ΔTR1=右面颊部位温度-面部整体温度;
ΔTR2=口唇下颌部位-面部整体温度;
ΔTR3=右鼻翼部位-面部整体温度;
ΔTR4=鼻尖部位-面部整体温度;
(3)将以上各差值进行相减,得到各温度差值:
ΔTL1-ΔTR1;ΔTL2-ΔTR2;ΔTL3-ΔTR3;ΔTR4-ΔTL3;ΔTR4-ΔTR3
(4)将各温度差值与预设的温度阈值TS进行比较;如果温度差值大于温度阈值TS,则提示异常结果;
所述数据输入模块包括数据传输线,数据输出模块包括显示屏和音频模块,
中心处理模块处理后的数据显示在显示屏上,如有异常结果有视频或音频提示。
2.根据权利要求1所述的面部检测系统,其特征在于:还包括wifi模块和/或3G/4G模块,所述wifi和3G/4G模块可将中心处理模块的数据发送到备份服务器或云端服务器。
3.根据权利要求1所述的面部检测系统,其特征在于:所述额头部位是眉毛以上至额头发际线以下;左面颊部位是左耳至左颧骨正中线,上至眉毛,下至口唇;右面颊部位是右耳至右颧骨正中线,上至眉毛下,下至口唇;口唇下颌部位是鼻尖以下的口唇下颌部分。
4.根据权利要求1所述的面部检测系统,其特征在于:所述红外镜头模块包括误差在±0.24度的红外镜头。
5.根据权利要求1所述的面部检测系统,其特征在于:所述温度阈值TS为0.5摄氏度。
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