CN107736891A - 一种吞咽障碍筛查系统 - Google Patents
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Abstract
本发明属于吞咽障碍筛查技术领域,公开了一种吞咽障碍筛查系统,所述吞咽障碍筛查系统包括:摄像模块、口腔及喉部检测模块、数据采集模块、数据处理模块、无线通信模块、数据存储模块、异常报警模块、吞咽评估模块、显示模块。摄像模块、口腔及喉部检测模块分别通过电路线连接数据采集模块。本发明通过摄像模块可以实时通过摄像方式对患者进行影像诊断,节省人力,可以实时查看;通过吞咽评估模块可以大大提高对吞咽评估及筛查的准确性;同时通过异常报警模块可以实时对吞咽障碍进行报警,准确的判断吞咽障碍的病症缘由,提高治疗效果;本发明采用的无线通信模块的通信算法可以大大提高无线通信的速度及数据传输的准确性。
Description
技术领域
本发明属于吞咽障碍筛查技术领域,尤其涉及一种吞咽障碍筛查系统。
背景技术
吞咽障碍指由多种原因引起的、发生于不同部位的吞咽时咽下困难。吞咽障碍可影响摄食及营养吸收,还可导致食物误吸入气管引发吸入性肺炎,严重者可危及生命。应查找引起吞咽困难的原发疾病,针对病因治疗。康复训练是改善神经性吞咽障碍的必要措施。然而,现有吞咽障碍筛查一般通过人工临床进行诊断和评估,而诊断需要长期实时观察进行判断,耗时耗力,吞咽障碍筛查准确性低,同时不能及时发现吞咽障碍病症缘由,延误治疗时机。
综上所述,现有技术存在的问题是:现有吞咽障碍筛查一般通过人工临床进行诊断和评估,而诊断需要长期实时观察进行判断,耗时耗力,吞咽障碍筛查准确性低,同时不能及时发现吞咽障碍病症缘由,延误治疗时机。
发明内容
针对现有技术存在的问题,本发明提供了一种吞咽障碍筛查系统。
本发明是这样实现的,一种吞咽障碍筛查系统包括:
摄像模块、口腔及喉部检测模块、数据采集模块、数据处理模块、无线通信模块、数据存储模块、异常报警模块、吞咽评估模块、显示模块;
摄像模块,与数据采集模块连接,用于通过安装的摄像头对患者进行实时摄像;
口腔及喉部检测模块,与数据采集模块连接,用于通过传感器对唇、颊、颌、舌、软腭、喉部运动状态参数进行实时检测;
数据采集模块,与摄像模块、口腔及喉部检测模块、数据处理模块连接,用于将摄像模块、口腔及喉部检测模块获取的模拟量电信号转换为数字量信号,并发送给数据处理模块;
数据处理模块,与数据采集模块、无线通信模块、数据存储模块、异常报警模块、吞咽评估模块、显示模块连接,用于对数据采集模块采集的数据进行分析,同时调度各个模块进行正常工作;
无线通信模块,与数据处理模块连接,用于将数据处理模块处理的数据信息通过无线形式发送给医生客户端;实现远程观察诊断;
数据存储模块,与数据处理模块连接,用于存储数据处理模块处理的数据信息;
异常报警模块,与数据处理模块连接,用于对检测的异常数据信息进行报警;
吞咽评估模块,与数据处理模块连接,用于通过吞咽障碍筛查表对患者吞咽进行准确的判断评估;
显示模块,与数据处理模块连接,用于显示吞咽检测数据。
进一步,所述无线通信模块采用的通信方法如下:
首先,将从信源来的二进制信息比特每q个分为一组,将连续的两组映射到信号星座上,得到2个调制信号s0和s1;q=log2Q,Q为调制方式所采用的进制的数值。
然后,将调制信号s0和调制信号s1送入编码器,得到以下编码矩阵:
s0 *为s0的复共轭。
最后,在时间连续的两个发射周期内将编码器的输出发射出去,第一个发射周期中,发送天线0发射出去的信号是s0,发送天线1发射出去的信号是s1;第二个发射周期中,发送天线0发射出去的信号是-s1 *,发送天线1发射出去的信号是s0 *。
进一步,数据采集模块的具体连接是:U1的1脚接电容C8,PWM控制芯片U1的2脚接HGND端,PWM控制芯片U1的3脚一部分经电容C7后接HGND端,一部分接电阻R4的一端,一部分接电阻R7的一端,PWM控制芯片U1的4脚一部分经电容C4后接HGND端,一部分经电阻R3后接PWM控制芯片U1的8脚,PWM控制芯片U1的5脚接HGND端,PWM控制芯片U1的6脚接电阻R2的一端,电阻R2的另一端一部分接MOS管Q1的栅极,一部分经电阻R5后接HGND端,PWM控制芯片U1的7脚一部分接电阻R1,一部分接反向二极管D1,一部分经电容C3后接HGND端,一部分经电容C2后接HGND端,PWM控制芯片U1的8脚一部分接电阻R3的一端,一部分经电容C5后接HGND端,一部分接电阻R4的一端;电阻R1一端接PWM控制芯片U1的7脚,电阻R1的另一端一部分经电容C1接GND端,一部分接保险丝F1,一部接MOS管Q1的漏极;MOS管Q1的漏极接电阻R1的一端,MOS管Q1的源极一部分接电阻R7的一端,一部分电阻R6的一端,MOS管Q1的栅极接电阻R2的一端;电阻R6的一端接MOS管Q1的源极,电阻R6的另一端一部分接反向二极管组D2后接GND端,一部分接HGND端,一部分接电感L1的一端;电感L1的一端接电阻R6的一端,电感L1的另一端一部分接二极管D1,一部分经电容C6后接GND端,一部分接电阻R8的一端,一部分接电阻R9的一端,一部分接电阻R10的一端,一部分经电阻R11后接GND端;电阻R8一端接电感L1,电阻R8的另一端接电压反馈耦合单元;电阻R9的一端接电感L1,电阻R9的另一端接三端可调分流基准源单元;电阻R10的一端接电感L1,电阻R10的另一端接三端可调分流基准源单元。
进一步,所述显示模块的显示方法包括以下步骤:
步骤一、确定三色波长的范围;
步骤二、每个像素点加入一颗波长580nm左右的橙黄色LED;
步骤三、DVI重新计算产生红绿黄蓝四色的数据;
步骤四、赋予红绿黄蓝各一组数据信号,并把四色的数据信号分散给黄绿黄蓝四色灯进行显示。
进一步,所述摄像模块的摄像方法包括以下步骤:
步骤一、拍摄图像,提取圆球投影:将一个圆球放置在待标定的摄像机前的不同位置,并拍摄多幅图像,将不同空间位置下的球面记为Q1,Q2,...,球心坐标记为O1,O2,...,将球面投影到图像上,可以得到多个圆球投影,并记为二次曲线的矩阵形式c1,c2,...,采用亚像素边缘检测算法提取图像中的圆球投影轮廓上的至少5个边缘点,并采用二次曲线拟合算法,根据检测出来的边缘点拟合求解出圆球投影,并将圆球投影绘制到同一幅图像中;
步骤二、求解圆球的球心投影:将圆球投影c1,c2,...ci所对应的球心投影的齐次坐标记为o1,o2...oi,则二次曲线单应矩阵为Hij的特征向量有三个,其中一个是通过球心投影oi和oj的直线lij,当有三个圆球投影时,可以获得三条通过圆球球心投影的直线,直线的交点即为球心投影,通过三个圆球投影所求出的球心连线投影和球心投影,当有更多的圆球时,使用RANSAC算法优化圆心投影的计算;
步骤三、求解两个圆球球心连线中点的投影vin:设c1,c2两个圆球投影不相交,求解与两个圆球投影相切的直线,圆球投影位于直线的异侧,这样的双切线有两条,它们是是空间中与两个圆球球面相切且过摄像机光心的平面的投影,由几何学知识,图像中的两条双切线的交点是空间两个平面交线的投影,也是球心连线上的点Vin的投影,因为两球半径相同,则Vin是两个球心之间线段的中点,双切线的交点即圆球球心连线中点的投影vin;
步骤四、求球心连线上线段的长度比:球心投影o1,o2的连线与c1,c2相交于四点,分别表示为s1,s2,s3,s4,它们可视为空间球心连线上的点S1,S2,S3,S4的投影,根据射影变换的交比不变性,从s1,s2,s3,s4和两个球心投影o1,o2,求解空间中点S1,O1,S2,S3,O2,S4之间的线段长度比例,分别记为为l1、l2、l3、l4以及l5,其中l1=|S1O1|、l2=|O1S2|、l3=|S2S3|、l4=|S3O3|,l5=|O3S4|;
步骤五、求解圆球投影所形成的正圆锥的顶角:圆球投影到图像平面上,与相机光心形成一个正圆锥,过两个圆球球心和相机光心的平面与该圆锥相交,形成一个三角形,三角形的一个角被相机光心到球心的直线分成相等的两部分,称为圆锥顶角,记为α;并记另一个圆球投影所形成的圆锥顶角为β,利用相机光心和球心所在平面上的圆锥顶角与其它角度的关系,求解α和β;
步骤六、求解圆球Q1与其它圆球的球心连线的中点投影、球心连线上线段的长度比以及两个圆球投影所形成的正圆锥顶角:设圆球Q1为固定圆球,考虑另外一个圆球Q3及其投影c3,对应球心投影为o3,o1、o3连线交两个圆球投影c1和c3于四点,记为s'1,s'2,s'3,s'4,该四点是球心连线O1O3上的点S'1,S'2,S'3,S'4的投影,与步骤四中所述方法相同,可以求出长度l'1、l'2、l'3、l'4以及l'5,其中l'1=|S'1O1|、l'2=|O1S'2|、l'3=|S'2S'3|、l'4=|S'3O3|,l'5=|O3S'4|,与步骤五中所述相同方法,求出圆球Q1投影所形成的正圆锥顶角α,和圆球Q3对应的顶角β',由于圆球投影到图像平面上时,圆球与相机光心形成正圆锥,这里角度α和步骤四中的角度α是相同的;
步骤七、计算|O1O2|的长度L1与|O1O3|的长度L2的比值;
步骤八、基于圆球的1D标定:将O1,O2以及它们的中点Vin12看成是1D标定物上的三个点,将O1,O3以及它们的中点Vin13也看成是一维标定物上的三个点,这两个1D标定物具有一个固定的端点,即圆球1的球心,则称圆球1为固定圆球,除了Q2,Q3,再考虑更多的圆球Q4、Q5.....Qn,称它们为移动圆球,它们的球心构成1D标定物的移动端点,移动圆球与固定圆球的球心以及球心连线的中点构成n个一端固定的1D标定物,且根据所述步骤三至步骤七的计算,得到1D标定物的长度比例,记为L1,L2,...,Ln,再利用固定端点1D标定算法,进行相机内参数的标定工作。
本发明的优点及积极效果为:本发明通过摄像模块可以实时通过摄像方式对患者进行影像诊断,节省人力,可以实时查看;通过吞咽评估模块可以大大提高对吞咽评估及筛查的准确性;同时通过异常报警模块可以实时对吞咽障碍进行报警,准确的判断吞咽障碍的病症缘由,提高治疗效果;本发明采用的无线通信模块的通信算法可以大大提高无线通信的速度及数据传输的准确性。
附图说明
图1是本发明实施例提供的吞咽障碍筛查系统结构框图。
图2是本发明实施例提数据采集模块的电路图;
图中:1、摄像模块;2、口腔及喉部检测模块;3、数据采集模块;4、数据处理模块;5、无线通信模块;6、数据存储模块;7、异常报警模块;8、吞咽评估模块;9、显示模块。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效,兹例举以下实施例,并配合附图详细说明如下。
下面结合附图对本发明的结构作详细的描述。
如图1所示,本发明提供的吞咽障碍筛查系统包括:摄像模块1、口腔及喉部检测模块2、数据采集模块3、数据处理模块4、无线通信模块5、数据存储模块6、异常报警模块7、吞咽评估模块8、显示模块9。
摄像模块1、口腔及喉部检测模块2分别通过电路线连接数据采集模块3;数据采集模块3通过电路线连接数据处理模块4;数据处理模块4通过电路线分别连接无线通信模块5、数据存储模块6、异常报警模块7、吞咽评估模块8、显示模块9。
摄像模块1,与数据采集模块3连接,用于通过安装的摄像头对患者进行实时摄像;
口腔及喉部检测模块2,与数据采集模块3连接,用于通过传感器对唇、颊、颌、舌、软腭、喉部运动状态参数进行实时检测;
数据采集模块3,与摄像模块1、口腔及喉部检测模块2、数据处理模块4连接,用于将摄像模块1、口腔及喉部检测模块2获取的模拟量电信号转换为数字量信号,并发送给数据处理模块4;
数据处理模块4,与数据采集模块3、无线通信模块5、数据存储模块6、异常报警模块7、吞咽评估模块8、显示模块9连接,用于对数据采集模块3采集的数据进行分析,同时调度各个模块进行正常工作;
无线通信模块5,与数据处理模块4连接,用于将数据处理模块4处理的数据信息通过无线形式发送给医生客户端;实现远程观察诊断;
数据存储模块6,与数据处理模块4连接,用于存储数据处理模块4处理的数据信息;
异常报警模块7,与数据处理模块4连接,用于对检测的异常数据信息进行报警;
吞咽评估模块8,与数据处理模块4连接,用于通过吞咽障碍筛查表对患者吞咽进行准确的判断评估;
显示模块9,与数据处理模块4连接,用于显示吞咽检测数据。
本发明提供的无线通信模块5采用的通信方法如下:
首先,将从信源来的二进制信息比特每q个分为一组,将连续的两组映射到信号星座上,得到2个调制信号s0和s1;q=log2Q,Q为调制方式所采用的进制的数值。
然后,将调制信号s0和调制信号s1送入编码器,得到以下编码矩阵:
s0 *为s0的复共轭。
最后,在时间连续的两个发射周期内将编码器的输出发射出去,第一个发射周期中,发送天线0发射出去的信号是s0,发送天线1发射出去的信号是s1;第二个发射周期中,发送天线0发射出去的信号是-s1 *,发送天线1发射出去的信号是s0 *。
进一步,数据采集模块的具体连接是:U1的1脚接电容C8,PWM控制芯片U1的2脚接HGND端,PWM控制芯片U1的3脚一部分经电容C7后接HGND端,一部分接电阻R4的一端,一部分接电阻R7的一端,PWM控制芯片U1的4脚一部分经电容C4后接HGND端,一部分经电阻R3后接PWM控制芯片U1的8脚,PWM控制芯片U1的5脚接HGND端,PWM控制芯片U1的6脚接电阻R2的一端,电阻R2的另一端一部分接MOS管Q1的栅极,一部分经电阻R5后接HGND端,PWM控制芯片U1的7脚一部分接电阻R1,一部分接反向二极管D1,一部分经电容C3后接HGND端,一部分经电容C2后接HGND端,PWM控制芯片U1的8脚一部分接电阻R3的一端,一部分经电容C5后接HGND端,一部分接电阻R4的一端;电阻R1一端接PWM控制芯片U1的7脚,电阻R1的另一端一部分经电容C1接GND端,一部分接保险丝F1,一部接MOS管Q1的漏极;MOS管Q1的漏极接电阻R1的一端,MOS管Q1的源极一部分接电阻R7的一端,一部分电阻R6的一端,MOS管Q1的栅极接电阻R2的一端;电阻R6的一端接MOS管Q1的源极,电阻R6的另一端一部分接反向二极管组D2后接GND端,一部分接HGND端,一部分接电感L1的一端;电感L1的一端接电阻R6的一端,电感L1的另一端一部分接二极管D1,一部分经电容C6后接GND端,一部分接电阻R8的一端,一部分接电阻R9的一端,一部分接电阻R10的一端,一部分经电阻R11后接GND端;电阻R8一端接电感L1,电阻R8的另一端接电压反馈耦合单元;电阻R9的一端接电感L1,电阻R9的另一端接三端可调分流基准源单元;电阻R10的一端接电感L1,电阻R10的另一端接三端可调分流基准源单元。
进一步,所述显示模块的显示方法包括以下步骤:
步骤一、确定三色波长的范围;
步骤二、每个像素点加入一颗波长580nm左右的橙黄色LED;
步骤三、DVI重新计算产生红绿黄蓝四色的数据;
步骤四、赋予红绿黄蓝各一组数据信号,并把四色的数据信号分散给黄绿黄蓝四色灯进行显示。
进一步,所述摄像模块的摄像方法包括以下步骤:
步骤一、拍摄图像,提取圆球投影:将一个圆球放置在待标定的摄像机前的不同位置,并拍摄多幅图像,将不同空间位置下的球面记为Q1,Q2,...,球心坐标记为O1,O2,...,将球面投影到图像上,可以得到多个圆球投影,并记为二次曲线的矩阵形式c1,c2,...,采用亚像素边缘检测算法提取图像中的圆球投影轮廓上的至少5个边缘点,并采用二次曲线拟合算法,根据检测出来的边缘点拟合求解出圆球投影,并将圆球投影绘制到同一幅图像中;
步骤二、求解圆球的球心投影:将圆球投影c1,c2,...ci所对应的球心投影的齐次坐标记为o1,o2...oi,则二次曲线单应矩阵为Hij的特征向量有三个,其中一个是通过球心投影oi和oj的直线lij,当有三个圆球投影时,可以获得三条通过圆球球心投影的直线,直线的交点即为球心投影,通过三个圆球投影所求出的球心连线投影和球心投影,当有更多的圆球时,使用RANSAC算法优化圆心投影的计算;
步骤三、求解两个圆球球心连线中点的投影vin:设c1,c2两个圆球投影不相交,求解与两个圆球投影相切的直线,圆球投影位于直线的异侧,这样的双切线有两条,它们是是空间中与两个圆球球面相切且过摄像机光心的平面的投影,由几何学知识,图像中的两条双切线的交点是空间两个平面交线的投影,也是球心连线上的点Vin的投影,因为两球半径相同,则Vin是两个球心之间线段的中点,双切线的交点即圆球球心连线中点的投影vin;
步骤四、求球心连线上线段的长度比:球心投影o1,o2的连线与c1,c2相交于四点,分别表示为s1,s2,s3,s4,它们可视为空间球心连线上的点S1,S2,S3,S4的投影,根据射影变换的交比不变性,从s1,s2,s3,s4和两个球心投影o1,o2,求解空间中点S1,O1,S2,S3,O2,S4之间的线段长度比例,分别记为为l1、l2、l3、l4以及l5,其中l1=|S1O1|、l2=|O1S2|、l3=|S2S3|、l4=|S3O3|,l5=|O3S4|;
步骤五、求解圆球投影所形成的正圆锥的顶角:圆球投影到图像平面上,与相机光心形成一个正圆锥,过两个圆球球心和相机光心的平面与该圆锥相交,形成一个三角形,三角形的一个角被相机光心到球心的直线分成相等的两部分,称为圆锥顶角,记为α;并记另一个圆球投影所形成的圆锥顶角为β,利用相机光心和球心所在平面上的圆锥顶角与其它角度的关系,求解α和β;
步骤六、求解圆球Q1与其它圆球的球心连线的中点投影、球心连线上线段的长度比以及两个圆球投影所形成的正圆锥顶角:设圆球Q1为固定圆球,考虑另外一个圆球Q3及其投影c3,对应球心投影为o3,o1、o3连线交两个圆球投影c1和c3于四点,记为s'1,s'2,s'3,s'4,该四点是球心连线O1O3上的点S'1,S'2,S'3,S'4的投影,与步骤四中所述方法相同,可以求出长度l'1、l'2、l'3、l'4以及l'5,其中l'1=|S'1O1|、l'2=|O1S'2|、l'3=|S'2S'3|、l'4=|S'3O3|,l'5=|O3S'4|,与步骤五中所述相同方法,求出圆球Q1投影所形成的正圆锥顶角α,和圆球Q3对应的顶角β′,由于圆球投影到图像平面上时,圆球与相机光心形成正圆锥,这里角度α和步骤四中的角度α是相同的;
步骤七、计算|O1O2|的长度L1与|O1O3|的长度L2的比值;
步骤八、基于圆球的1D标定:将O1,O2以及它们的中点Vin12看成是1D标定物上的三个点,将O1,O3以及它们的中点Vin13也看成是一维标定物上的三个点,这两个1D标定物具有一个固定的端点,即圆球1的球心,则称圆球1为固定圆球,除了Q2,Q3,再考虑更多的圆球Q4、Q5.....Qn,称它们为移动圆球,它们的球心构成1D标定物的移动端点,移动圆球与固定圆球的球心以及球心连线的中点构成n个一端固定的1D标定物,且根据所述步骤三至步骤七的计算,得到1D标定物的长度比例,记为L1,L2,...,Ln,再利用固定端点1D标定算法,进行相机内参数的标定工作。
本发明摄像模块1、口腔及喉部检测模块2将检测的信息数据通过数据采集模块3转换为数字量信号,并发送给数据处理模块4;数据处理模块4对数据采集模块3采集的数据进行处理分析,同时调度各个模块进行正常工作;并将处理的数据信息通过数据存储模块6进行存储,如果检测的异常数据信息通过异常报警模块7进行报警;数据处理模块4通过无线通信模块5将数据处理模块4处理的数据信息通过无线形式发送给医生客户端;实现远程观察诊断;医生通过吞咽评估模块8对患者吞咽进行准确的判断评估;最后由显示模块9显示吞咽检测数据。
以上所述仅是对本发明的较佳实施例而已,并非对本发明作任何形式上的限制,凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改,等同变化与修饰,均属于本发明技术方案的范围内。
Claims (5)
1.一种吞咽障碍筛查系统,其特征在于,所述吞咽障碍筛查系统包括:
用于将摄像模块、口腔及喉部检测模块获取的模拟量电信号转换为数字量信号,并发送给数据处理模块的数据采集模块;
摄像模块,与数据采集模块连接,用于通过安装的摄像头对患者进行实时摄像;
口腔及喉部检测模块,与数据采集模块连接,用于通过传感器对唇、颊、颌、舌、软腭、喉部运动状态参数进行实时检测;
数据处理模块,与数据采集模块连接,用于对数据采集模块采集的数据进行分析,同时调度各个模块进行正常工作;
无线通信模块,与数据处理模块连接,用于将数据处理模块处理的数据信息通过无线形式发送给医生客户端;实现远程观察诊断;
数据存储模块,与数据处理模块连接,用于存储数据处理模块处理的数据信息;
异常报警模块,与数据处理模块连接,用于对检测的异常数据信息进行报警;
吞咽评估模块,与数据处理模块连接,用于通过吞咽障碍筛查表对患者吞咽进行准确的判断评估;
显示模块,与数据处理模块连接,用于显示吞咽检测数据。
2.如权利要求1所述吞咽障碍筛查系统,其特征在于,所述无线通信模块采用的通信方法如下:
首先,将从信源来的二进制信息比特每q个分为一组,将连续的两组映射到信号星座上,得到2个调制信号s0和s1;q=log2Q,Q为调制方式所采用的进制的数值;
然后,将调制信号s0和调制信号s1送入编码器,得到以下编码矩阵:
<mrow>
<mi>S</mi>
<mo>=</mo>
<mfenced open = "[" close = "]">
<mtable>
<mtr>
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<msub>
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</msub>
</mtd>
<mtd>
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</mtr>
<mtr>
<mtd>
<msub>
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<mn>1</mn>
</msub>
</mtd>
<mtd>
<msubsup>
<mi>s</mi>
<mn>0</mn>
<mo>*</mo>
</msubsup>
</mtd>
</mtr>
</mtable>
</mfenced>
</mrow>
s0 *为s0的复共轭;
最后,在时间连续的两个发射周期内将编码器的输出发射出去,第一个发射周期中,发送天线0发射出去的信号是s0,发送天线1发射出去的信号是s1;第二个发射周期中,发送天线0发射出去的信号是-s1 *,发送天线1发射出去的信号是s0 *。
3.如权利要求1所述吞咽障碍筛查系统,其特征在于,所述数据采集模块的具体连接是:U1的1脚接电容C8,PWM控制芯片U1的2脚接HGND端,PWM控制芯片U1的3脚一部分经电容C7后接HGND端,一部分接电阻R4的一端,一部分接电阻R7的一端,PWM控制芯片U1的4脚一部分经电容C4后接HGND端,一部分经电阻R3后接PWM控制芯片U1的8脚,PWM控制芯片U1的5脚接HGND端,PWM控制芯片U1的6脚接电阻R2的一端,电阻R2的另一端一部分接MOS管Q1的栅极,一部分经电阻R5后接HGND端,PWM控制芯片U1的7脚一部分接电阻R1,一部分接反向二极管D1,一部分经电容C3后接HGND端,一部分经电容C2后接HGND端,PWM控制芯片U1的8脚一部分接电阻R3的一端,一部分经电容C5后接HGND端,一部分接电阻R4的一端;电阻R1一端接PWM控制芯片U1的7脚,电阻R1的另一端一部分经电容C1接GND端,一部分接保险丝F1,一部接MOS管Q1的漏极;MOS管Q1的漏极接电阻R1的一端,MOS管Q1的源极一部分接电阻R7的一端,一部分电阻R6的一端,MOS管Q1的栅极接电阻R2的一端;电阻R6的一端接MOS管Q1的源极,电阻R6的另一端一部分接反向二极管组D2后接GND端,一部分接HGND端,一部分接电感L1的一端;电感L1的一端接电阻R6的一端,电感L1的另一端一部分接二极管D1,一部分经电容C6后接GND端,一部分接电阻R8的一端,一部分接电阻R9的一端,一部分接电阻R10的一端,一部分经电阻R11后接GND端;电阻R8一端接电感L1,电阻R8的另一端接电压反馈耦合单元;电阻R9的一端接电感L1,电阻R9的另一端接三端可调分流基准源单元;电阻R10的一端接电感L1,电阻R10的另一端接三端可调分流基准源单元。
4.如权利要求1所述吞咽障碍筛查系统,其特征在于,所述显示模块的显示方法包括以下步骤:
步骤一、确定三色波长的范围;
步骤二、每个像素点加入一颗波长580nm左右的橙黄色LED;
步骤三、DVI重新计算产生红绿黄蓝四色的数据;
步骤四、赋予红绿黄蓝各一组数据信号,并把四色的数据信号分散给黄绿黄蓝四色灯进行显示。
5.如权利要求1所述吞咽障碍筛查系统,其特征在于,所述摄像模块的摄像方法包括以下步骤:
步骤一、拍摄图像,提取圆球投影:将一个圆球放置在待标定的摄像机前的不同位置,并拍摄多幅图像,将不同空间位置下的球面记为Q1,Q2,…,球心坐标记为O1,O2,…,将球面投影到图像上,可以得到多个圆球投影,并记为二次曲线的矩阵形式c1,c2,…,采用亚像素边缘检测算法提取图像中的圆球投影轮廓上的至少5个边缘点,并采用二次曲线拟合算法,根据检测出来的边缘点拟合求解出圆球投影,并将圆球投影绘制到同一幅图像中;
步骤二、求解圆球的球心投影:将圆球投影c1,c2,…ci所对应的球心投影的齐次坐标记为o1,o2…oi,则二次曲线单应矩阵为i,j=1,2,3...i≠j,Hij的特征向量有三个,其中一个是通过球心投影oi和oj的直线lij,当有三个圆球投影时,可以获得三条通过圆球球心投影的直线,直线的交点即为球心投影,通过三个圆球投影所求出的球心连线投影和球心投影,当有更多的圆球时,使用RANSAC算法优化圆心投影的计算;
步骤三、求解两个圆球球心连线中点的投影vin:设c1,c2两个圆球投影不相交,求解与两个圆球投影相切的直线,圆球投影位于直线的异侧,这样的双切线有两条,它们是是空间中与两个圆球球面相切且过摄像机光心的平面的投影,由几何学知识,图像中的两条双切线的交点是空间两个平面交线的投影,也是球心连线上的点Vin的投影,因为两球半径相同,则Vin是两个球心之间线段的中点,双切线的交点即圆球球心连线中点的投影vin;
步骤四、求球心连线上线段的长度比:球心投影o1,o2的连线与c1,c2相交于四点,分别表示为s1,s2,s3,s4,它们可视为空间球心连线上的点S1,S2,S3,S4的投影,根据射影变换的交比不变性,从s1,s2,s3,s4和两个球心投影o1,o2,求解空间中点S1,O1,S2,S3,O2,S4之间的线段长度比例,分别记为为l1、l2、l3、l4以及l5,其中l1=|S1O1|、l2=|O1S2|、l3=|S2S3|、l4=|S3O3|,l5=|O3S4|;
步骤五、求解圆球投影所形成的正圆锥的顶角:圆球投影到图像平面上,与相机光心形成一个正圆锥,过两个圆球球心和相机光心的平面与该圆锥相交,形成一个三角形,三角形的一个角被相机光心到球心的直线分成相等的两部分,称为圆锥顶角,记为α;并记另一个圆球投影所形成的圆锥顶角为β,利用相机光心和球心所在平面上的圆锥顶角与其它角度的关系,求解α和β;
步骤六、求解圆球Q1与其它圆球的球心连线的中点投影、球心连线上线段的长度比以及两个圆球投影所形成的正圆锥顶角:设圆球Q1为固定圆球,考虑另外一个圆球Q3及其投影c3,对应球心投影为o3,o1、o3连线交两个圆球投影c1和c3于四点,记为s'1,s'2,s'3,s'4,该四点是球心连线O1O3上的点S'1,S'2,S'3,S'4的投影,与步骤四中所述方法相同,可以求出长度l'1、l'2、l'3、l'4以及l'5,其中l'1=|S'1O1|、l'2=|O1S'2|、l'3=|S'2S'3|、l'4=|S'3O3|,l'5=|O3S'4|,与步骤五中所述相同方法,求出圆球Q1投影所形成的正圆锥顶角α,和圆球Q3对应的顶角β',由于圆球投影到图像平面上时,圆球与相机光心形成正圆锥,这里角度α和步骤四中的角度α是相同的;
步骤七、计算|O1O2|的长度L1与|O1O3|的长度L2的比值;
步骤八、基于圆球的1D标定:将O1,O2以及它们的中点Vin12看成是1D标定物上的三个点,将O1,O3以及它们的中点Vin13也看成是一维标定物上的三个点,这两个1D标定物具有一个固定的端点,即圆球1的球心,则称圆球1为固定圆球,除了Q2,Q3,再考虑更多的圆球Q4、Q5…..Qn,称它们为移动圆球,它们的球心构成1D标定物的移动端点,移动圆球与固定圆球的球心以及球心连线的中点构成n个一端固定的1D标定物,且根据所述步骤三至步骤七的计算,得到1D标定物的长度比例,记为L1,L2,…,Ln,再利用固定端点1D标定算法,进行相机内参数的标定工作。
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