CN108133189A - 医院候诊信息显示系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种医院候诊信息显示系统，包括：显示装置，所述显示装置用于将候诊信息传输给患者；显示装置包括投影仪和两个摄像头构成；所述摄像头实时捕捉候诊室患者的正脸画面，实时将画面通过局域网传输至服务器进行人脸识别和眼球追踪；所述投影仪可以向投影正前方发射固定宽度、高度和强度的投影；控制装置由转动控制器组成；一旦服务器发送指令进入眼球追踪状态，控制器将根据服务器返回的数据在一定幅度内转动显示装置，这样可以确保显示装置将候诊信息正确投影到人眼。解决传统医院候诊信息显示系统的缺陷，改善候诊环境，方便候诊患者查看自己的候诊信息。还涉及一种医院候诊信息显示系方法。

Description

医院候诊信息显示系统和方法
技术领域
本发明涉及医院候诊信息显示系统和方法。
背景技术
对于患者而言，去医院挂号就诊具体流程图如图1所示。
在一般候诊室采用的传统候诊系统下，患者想要获取自己当前的候诊排号信息只有两种途径，一是询问护士站护士，让护士通过电脑端帮忙查询；二是通过候诊室液晶显示器与语音提醒系统获知目前的候诊排号队列。
候诊室液晶显示器和语音拨号装置都是通过局域网获取服务器中当前科室的排号状态。然后显示器显示当前的前n条信息，一般来说仅仅会显示5条信息以下，也就是n<＝5；语音提醒系统将会呼叫当前即将就诊的患者信息和号码。
传统技术存在以下技术问题：
对于患者而言，现有的候诊叫号系统仅仅只有候诊室的液晶显示器和语音提醒系统能提供信息。往往一个科室一天会就诊很多病人，而候诊室的空间是有限的，候诊室安置的液晶显示器的功能也是有限的。对大部分患者而言，在候诊过程中将会主动看液晶显示器很多次来获知自己的排号位置。而液晶显示器每一时刻仅仅显示接下来即将就诊的几位患者的信息。对于在后面等待的患者来说，他们是没有办法知道自己还需要等待多长时间才会轮到自己就诊。
患者也可以选择询问护士站护士当前的候诊情况，但由于候诊患者众多，护士不可能每个人都一一为其查看候诊信息，同时如果每位患者都去询问护士，将对严重扰乱候诊室本该安静的环境。
在有限空间的候诊室，长时间的等待，对自己等待情况的未知，这三种因素会严重影响患者的候诊体验。
对于其他行业的叫号提醒系统，有的可以通过升级装置来提升用户等待体验，如增加液晶显示器的数量和大小来一次性显示更多的信息、滚动显示所有等待信息等。但这些对于医院这个特殊的环境来说不一定能实现通用。目前很多大医院都是相对较老的建筑，空间比较狭小，无法放置更多的液晶显示器来显示信息。同时医院全年全天都会有很多人在排号，每个人的就诊时间又是有很大的不同，如果通过滚动显示排号信息将会造成更大的干扰。
发明内容
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种医院候诊信息显示系统和方法，在有限的候诊室里能够给所有候诊患者提供即时的候诊信息。患者只需注视本发明设计的显示装置，通过人脸识别，系统判定该患者为当前科室候诊患者，显示装置便通过眼球检测追踪定位患者眼球，直接将其候诊信息投影到患者眼球。
一种医院候诊信息显示系统，包括：
显示装置，所述显示装置用于将候诊信息传输给患者；所述显示装置包括投影仪和至少两个摄像头构成；所述摄像头实时捕捉候诊室患者的正脸画面，实时将画面通过局域网传输至服务器进行人脸识别和眼球追踪；所述投影仪可以向投影正前方发射固定宽度、高度和强度的投影；
控制装置由转动控制器组成；一旦服务器发送指令进入眼球追踪状态，所述转动控制器将根据服务器返回的数据在一定幅度内转动所述显示装置，确保所述显示装置将候诊信息正确投影到人眼；
服务器，所述服务器通过局域网不断接受所述显示装置和所述控制装置返回的数据，并进行计算，继而返回数据和指令给所述显示装置和所述控制装置。
一种利用上述医院候诊信息显示系统的医院候诊信息显示方法，包括：
所述显示装置中的摄像机实时获取当前候诊室画面并传输至所述服务器，所述服务器进行实时人脸检测，一旦检测到正面人脸朝向摄像头便进行人脸识别来判定是否为该候诊室的候诊患者；
如果是，则进行眼球追踪定位，眼球追踪定位时需调用两个摄像机，所述服务器对这两个摄像机传输的数据进行眼球追踪定位，通过两个摄像机的画面可以对眼球距离所述摄像机的距离进行测量；
所述投影仪根据所述摄像机与人眼的距离进行快速自动对焦，让投影的候诊信息能准确地成像于人眼视网膜中心区域。
在另外的一个实施例中，在步骤“所述显示装置中的摄像机实时获取当前候诊室画面并传输至服务器，服务器进行实时人脸检测，一旦检测到正面人脸朝向摄像头便进行人脸识别来判定是否为该候诊室的候诊患者；”中，所述人脸检测包括：检测并定位图片中人脸的位置，返回高精度人脸坐标。
在另外的一个实施例中，所述人脸检测还包括：对多个摄像机人脸检测结果进行投票的过程，票数越高，反映该检测效果越好，面部信息越完善，选择票数最高的摄像头的数据进行面部识别。
在另外的一个实施例中，在步骤“所述显示装置中的摄像机实时获取当前候诊室画面并传输至服务器，服务器进行实时人脸检测，一旦检测到正面人脸朝向摄像头便进行人脸识别来判定是否为该候诊室的候诊患者；”中，所述人脸识别包括分析两张人脸图属于同一个人的可能性大小，通过设置阈值，直接输出两张人脸的识别结果。
在另外的一个实施例中，在步骤“如果是，则进行眼球追踪定位，眼球追踪定位时需调用两个摄像机，服务器对这两个摄像机传输的数据进行眼球追踪定位，通过两个摄像机的画面可以对眼球距离摄像机的距离进行测量；”中，所述眼球追踪定位包括利用可以近似为圆形的眼球模型，通过虹膜和眼白在灰度图像中的明显的边缘分隔或者明显的颜色差异区分所述虹膜和眼白。
在另外的一个实施例中，在步骤“如果是，则进行眼球追踪定位，眼球追踪定位时需调用两个摄像机，服务器对这两个摄像机传输的数据进行眼球追踪定位，通过两个摄像机的画面可以对眼球距离摄像机的距离进行测量；”中，所述通过两个摄像机的画面可以对眼球距离摄像机的距离进行测量包括：
相机标定，所述相机标定需要得出每个摄像头的内部参数，还需要通过标定来测量两个摄像头之间的相对位置；
双目校正，所述双目校正是根据摄像头定标后获得的单目内参数据和双目相对位置关系，所述包括焦距、成像原点和畸变系数和双目相对位置关系，所述双目相对位置关系包括旋转矩阵和平移向量，分别对左右视图进行消除畸变和行对准，使得左右视图的成像原点坐标一致、两摄像头光轴平行、左右成像平面共面、对极线行对齐，这样一幅图像上任意一点与其在另一幅图像上的对应点就必然具有相同的行号，只需在该行进行一维搜索即可匹配到对应点；
双目匹配，把同一场景在左右视图上对应的像点匹配起来，得到视差图；
计算深度信息，视差图中的视差数据通过计算便可以得到所测距离。
上述医院候诊信息显示系统和方法，解决传统医院候诊信息显示系统的缺陷，改善候诊环境，方便候诊患者查看自己的候诊信息；候诊患者可以随时查看自己当前候诊的排号信息等，不需要频繁地查看液晶显示器显示的当前候诊信息；患者只需要抬头看向本发明装置放置的方向，候诊信息便会自动投影到患者的眼球成像，大大提升患者候诊体验，降低患者的焦躁感；同时，由于本发明通过人脸识别只会将患者自己的信息投影给自己，无法看见同一候诊室其他患者的候诊信息；相比于传统的液晶显示器显示当前n条患者的候诊信息而言，能起到较好的隐私保护作用。
一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述任一项方法的步骤。
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述任一项方法的步骤。
附图说明
图1为背景技术提供的一种去医院挂号就诊的具体流程图。
图2为本申请实施例提供的一种医院候诊信息显示系统的具体结构图。
图3为本申请实施例提供的一种医院候诊信息显示系统中的显示装置的具体结构图。
图4为本申请实施例提供的一种医院候诊信息显示方法的流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
一种医院候诊信息显示系统，包括：
显示装置，所述显示装置用于将候诊信息传输给患者；所述显示装置包括投影仪和至少两个摄像头构成；所述摄像头实时捕捉候诊室患者的正脸画面，实时将画面通过局域网传输至服务器进行人脸识别和眼球追踪；所述投影仪可以向投影正前方发射固定宽度、高度和强度的投影；
控制装置由转动控制器组成；一旦服务器发送指令进入眼球追踪状态，所述转动控制器将根据服务器返回的数据在一定幅度内转动所述显示装置，确保所述显示装置将候诊信息正确投影到人眼；
服务器，所述服务器通过局域网不断接受所述显示装置和所述控制装置返回的数据，并进行计算，继而返回数据和指令给所述显示装置和所述控制装置。
一种利用上述医院候诊信息显示系统的医院候诊信息显示方法，包括：
所述显示装置中的摄像机实时获取当前候诊室画面并传输至所述服务器，所述服务器进行实时人脸检测，一旦检测到正面人脸朝向摄像头便进行人脸识别来判定是否为该候诊室的候诊患者；
如果是，则进行眼球追踪定位，眼球追踪定位时需调用两个摄像机，所述服务器对这两个摄像机传输的数据进行眼球追踪定位，通过两个摄像机的画面可以对眼球距离所述摄像机的距离进行测量；
所述投影仪根据所述摄像机与人眼的距离进行快速自动对焦，让投影的候诊信息能准确地成像于人眼视网膜中心区域。
在另外的一个实施例中，在步骤“所述显示装置中的摄像机实时获取当前候诊室画面并传输至服务器，服务器进行实时人脸检测，一旦检测到正面人脸朝向摄像头便进行人脸识别来判定是否为该候诊室的候诊患者；”中，所述人脸检测包括：检测并定位图片中人脸的位置，返回高精度人脸坐标。
在另外的一个实施例中，所述人脸检测还包括：对多个摄像机人脸检测结果进行投票的过程，票数越高，反映该检测效果越好，面部信息越完善，选择票数最高的摄像头的数据进行面部识别。
在另外的一个实施例中，在步骤“所述显示装置中的摄像机实时获取当前候诊室画面并传输至服务器，服务器进行实时人脸检测，一旦检测到正面人脸朝向摄像头便进行人脸识别来判定是否为该候诊室的候诊患者；”中，所述人脸识别包括分析两张人脸图属于同一个人的可能性大小，通过设置阈值，直接输出两张人脸的识别结果。
使用深度学习算法来实现人脸检测和人脸对比的功能，可以达到实时性/准确性的要求。
在另外的一个实施例中，在步骤“如果是，则进行眼球追踪定位，眼球追踪定位时需调用两个摄像机，服务器对这两个摄像机传输的数据进行眼球追踪定位，通过两个摄像机的画面可以对眼球距离摄像机的距离进行测量；”中，所述眼球追踪定位包括利用可以近似为圆形的眼球模型，通过虹膜和眼白在灰度图像中的明显的边缘分隔或者明显的颜色差异区分所述虹膜和眼白。
眼球追踪，主要实现的是实时眼球中心定位。眼球模型可以近似为圆形，同时虹膜和眼白有明显的颜色差异，在灰度图像中也存在明显的边缘分隔，这可以很方便地使用深度学习算法来进行眼球的检测和实时定位，也就是眼球的追踪。通过对人脸图像的灰度处理，可以加快眼球追踪的实时速度。
在另外的一个实施例中，在步骤“如果是，则进行眼球追踪定位，眼球追踪定位时需调用两个摄像机，服务器对这两个摄像机传输的数据进行眼球追踪定位，通过两个摄像机的画面可以对眼球距离摄像机的距离进行测量；”中，所述通过两个摄像机的画面可以对眼球距离摄像机的距离进行测量包括：
相机标定，所述相机标定需要得出每个摄像头的内部参数，还需要通过标定来测量两个摄像头之间的相对位置；
双目校正，所述双目校正是根据摄像头定标后获得的单目内参数据和双目相对位置关系，所述包括焦距、成像原点和畸变系数和双目相对位置关系，所述双目相对位置关系包括旋转矩阵和平移向量，分别对左右视图进行消除畸变和行对准，使得左右视图的成像原点坐标一致、两摄像头光轴平行、左右成像平面共面、对极线行对齐，这样一幅图像上任意一点与其在另一幅图像上的对应点就必然具有相同的行号，只需在该行进行一维搜索即可匹配到对应点；
双目匹配，把同一场景在左右视图上对应的像点匹配起来，得到视差图；
计算深度信息，视差图中的视差数据通过计算便可以得到所测距离。
上述医院候诊信息显示系统和方法，解决传统医院候诊信息显示系统的缺陷，改善候诊环境，方便候诊患者查看自己的候诊信息；候诊患者可以随时查看自己当前候诊的排号信息等，不需要频繁地查看液晶显示器显示的当前候诊信息；患者只需要抬头看向本发明装置放置的方向，候诊信息便会自动投影到患者的眼球成像，大大提升患者候诊体验，降低患者的焦躁感；同时，由于本发明通过人脸识别只会将患者自己的信息投影给自己，无法看见同一候诊室其他患者的候诊信息；相比于传统的液晶显示器显示当前n条患者的候诊信息而言，能起到较好的隐私保护作用。
一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述任一项方法的步骤。
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述任一项方法的步骤。
在图2装置结构图中，S1为图中球体的下半球，主要用来放置显示装置。S1中可以放置n个显示装置，n的值也就是显示装置的多少决定于候诊室日均就诊人数与候诊室空间大小。整个装置的大小也可以根据显示装置需求的多少来进行调整，这样可以保证每一时刻有足够的显示装置服务于所有候诊患者。
S2为图中球体的上半球，主要用来放置控制装置，控制装置也是由许多子控制部件组成，每一个控制部件对应控制一个显示装置，根据服务器指令来小范围转动显示装置。
S3为整个装置对外的数据传输和电源接口，为整个装置提供电力和服务器的数据交互、指令传输等。
图3是显示装置的具体结构图，显示装置由投影仪和两个摄像机绑定组成。图中的C1为投影仪，C2为摄像机。箭头方向为摄像机和投影仪的朝向。
投影仪可以采用微型投影仪。所述摄像机可以采用微型摄像机。
本发明的主要创新在于：
基于多摄像头的人脸识别方法，所述方法主要包括：通过整个装置里处于空闲状态的摄像机，通过多个摄像机返回给服务器的数据，服务器自动挑选人脸数据质量最好的那个摄像头的数据进行人脸识别。数据质量的评价标准为判断画面中人脸信息的完备程度，即人的整个脸部正面朝向摄像机的程度。
基于双摄像头的眼球追踪和测距方法，所述方法主要包括：通过两个摄像头对同一张人脸进行眼球检测、追踪，同时可以返回两个摄像头和眼球的相对位置，通过三角定位便可计算出眼球距离摄像机的距离。
基于人眼位置的眼球投影方法，所述主要方法包括：通过以上的方法获取眼球距离摄像机的距离辅助显示装置中的微型投影仪进行快速自动对焦人眼，准确地将该人脸对应的患者的候诊信息投影到对应患者眼球视网膜中心区域成像。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种医院候诊信息显示系统，其特征在于，包括：
显示装置，所述显示装置用于将候诊信息传输给患者；所述显示装置包括投影仪和至少两个摄像头构成；所述摄像头实时捕捉候诊室患者的正脸画面，实时将画面通过局域网传输至服务器进行人脸识别和眼球追踪；所述投影仪可以向投影正前方发射固定宽度、高度和强度的投影；
所述控制装置由转动控制器组成；一旦服务器发送指令进入眼球追踪状态，所述转动控制器将根据服务器返回的数据在一定幅度内转动所述显示装置，确保所述显示装置将候诊信息正确投影到人眼；
服务器，所述服务器通过局域网不断接受所述显示装置和所述控制装置返回的数据，并进行计算，继而返回数据和指令给所述显示装置和所述控制装置。
2.一种利用权利要求1所述的医院候诊信息显示系统的医院候诊信息显示方法，其特征在于，包括：
所述显示装置中的摄像机实时获取当前候诊室画面并传输至所述服务器，所述服务器进行实时人脸检测，一旦检测到正面人脸朝向摄像头便进行人脸识别来判定是否为该候诊室的候诊患者；
如果是，则进行眼球追踪定位，眼球追踪定位时需调用两个摄像机，所述服务器对这两个摄像机传输的数据进行眼球追踪定位，通过两个摄像机的画面可以对眼球距离所述摄像机的距离进行测量；
所述投影仪根据所述摄像机与人眼的距离进行快速自动对焦，让投影的候诊信息能准确地成像于人眼视网膜中心区域。
3.根据权利要求1所述的医院候诊信息显示方法，其特征在于，在步骤“所述显示装置中的摄像机实时获取当前候诊室画面并传输至服务器，服务器进行实时人脸检测，一旦检测到正面人脸朝向摄像头便进行人脸识别来判定是否为该候诊室的候诊患者；”中，所述人脸检测包括：检测并定位图片中人脸的位置，返回高精度人脸坐标。
4.根据权利要求3所述的医院候诊信息显示方法，其特征在于，所述人脸检测还包括：对多个摄像机人脸检测结果进行投票的过程，票数越高，反映该检测效果越好，面部信息越完善，选择票数最高的摄像头的数据进行面部识别。
5.根据权利要求2所述的医院候诊信息显示方法，其特征在于，在步骤“所述显示装置中的摄像机实时获取当前候诊室画面并传输至服务器，服务器进行实时人脸检测，一旦检测到正面人脸朝向摄像头便进行人脸识别来判定是否为该候诊室的候诊患者；”中，所述人脸识别包括分析两张人脸图属于同一个人的可能性大小，通过设置阈值，直接输出两张人脸的识别结果。
6.根据权利要求2所述的医院候诊信息显示方法，其特征在于，在步骤“如果是，则进行眼球追踪定位，眼球追踪定位时需调用两个摄像机，服务器对这两个摄像机传输的数据进行眼球追踪定位，通过两个摄像机的画面可以对眼球距离摄像机的距离进行测量；”中，所述眼球追踪定位包括利用可以近似为圆形的眼球模型，通过虹膜和眼白在灰度图像中的明显的边缘分隔或者明显的颜色差异区分所述虹膜和眼白。
7.根据权利要求2所述的医院候诊信息显示方法，其特征在于，在步骤“如果是，则进行眼球追踪定位，眼球追踪定位时需调用两个摄像机，服务器对这两个摄像机传输的数据进行眼球追踪定位，通过两个摄像机的画面可以对眼球距离摄像机的距离进行测量；”中，所述通过两个摄像机的画面可以对眼球距离摄像机的距离进行测量包括：
相机标定，所述相机标定需要得出每个摄像头的内部参数，还需要通过标定来测量两个摄像头之间的相对位置；
双目校正，所述双目校正是根据摄像头定标后获得的单目内参数据和双目相对位置关系，所述包括焦距、成像原点和畸变系数和双目相对位置关系，所述双目相对位置关系包括旋转矩阵和平移向量，分别对左右视图进行消除畸变和行对准，使得左右视图的成像原点坐标一致、两摄像头光轴平行、左右成像平面共面、对极线行对齐，这样一幅图像上任意一点与其在另一幅图像上的对应点就必然具有相同的行号，只需在该行进行一维搜索即可匹配到对应点；
双目匹配，把同一场景在左右视图上对应的像点匹配起来，得到视差图；
计算深度信息，视差图中的视差数据通过计算便可以得到所测距离。
8.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现权利要求2-7中任意一项所述方法的步骤。
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现权利要求2-7任意一项所述方法的步骤。
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