CN112635044A - 一种术中远程手势影像控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种术中远程手势影像控制系统,属于远程控制技术领域,包括:影像采集装置采集手术过程的影像信息;语音采集装置采集手术过程的语音信息;手势识别装置,连接影像采集装置,用于对采集得到的影像信息进行识别,得到一手势图像;控制装置,连接手势识别装置,用于根据手势图像输出一控制指令并发送给相应的设备;影像观测装置,分别连接影像采集装置和语音采集装置,用于显示影像信息,并播放语音信息。本发明技术方案的有益效果在于:基于手势识别技术,使得医生能够在手术室环境中完成对微观影像采集装置的远程控制,实现手术室内和室外的便捷互动。
Description
技术领域
本发明涉及远程控制技术领域,尤其涉及一种应用术中导航时远程手势影像控制系统。
背景技术
在导航手术过程中,为了能够实时显示手术的情况,微观影像采集及显示设备是手术室内必不可少的装置,影像采集设备一般直接或间接连接一个计算机主机,通过计算机主机来控制影像采集设备的采集参数,并将采集的影像信息在计算机主机的本地存储、并由显示器呈现给术者,以便适时调整及日后回溯。一般情况下,计算机主机及控制设备是非无菌状态,手术过程中,为了保证术中无菌要求,医生无法直接对影像显示进行实时调整显示,由助手完成,十分不便。因此针对以上问题,迫切需要设计出一种术中远程手势影像控制系统,由术者通过手势来远程控制显示,及满足无菌要求,又能按照术者医院实时调整术中导航影像显示,可大大增强导航手术人机交互,缩短手术时间。
发明内容
本发明的目的在于,提供一种术中远程手势影像控制系统。
本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现:
本发明提供一种术中远程手势影像控制系统,包括:
一影像采集装置,用于采集手术过程的影像信息;
一语音采集装置,用于采集手术过程的语音信息;
一手势识别装置,连接所述影像采集装置,用于对采集得到的所述影像信息进行识别,得到一手势图像并输出;
一控制装置,连接所述手势识别装置,用于根据所述手势图像输出一控制指令,并将所述控制指令发送给相应的设备,所述设备包括所述影像采集装置;
一影像观测装置,分别连接所述影像采集装置、所述语音采集装置和所述控制装置,用于显示所述影像信息,并播放所述语音信息。
优选地,所述影像采集装置包括至少一个摄像头,每个所述摄像头的拍摄参数配置相同。
优选地,所述摄像头为光学全景摄像头,和/或术野摄像头。
优选地,还包括一手势库,用于存储不同手术对应的手势模板图像;
所述手术识别装置连接所述手势库,所述手势识别装置包括:
一手势处理单元,连接所述影像采集装置,用于根据所述影像信息处理得到多帧手势图像信息;
一手势确定单元,连接所述手势处理单元,用于根据处理得到的多帧所述手势图像信息和所述手势库存储的手势模板图像进行处理,确定手势图像,并将所述手势图像发送给所述控制装置。
优选地,所述控制装置预先存储有一手势操作库,所述控制装置根据所述手势图像从所述手势操作库得到一手势操作信息,并根据所述手势操作信息生成所述控制指令。
优选地,还包括:
一识别认证装置,连接所述手势识别装置,用于每次手术前,至少一个医生通过所述识别认证单元进行身份验证、手术信息验证;
所述手势识别装置用于识别所述影像信息中身份验证通过的所述医生的所述手势图像。
优选地,所述影像观测装置包括:
一第一存储单元,分别连接所述影像采集装置和所述语音采集装置,用于将每一次手术过程采集的所述影像信息和所述语音信息绑定,并存储;
一第二存储单元,连接所述控制装置,用于存储所述控制装置输出的所述控制指令,所述第二存储单元和所述第一存储单元相关联;
一上传单元,分别连接所述第一存储单元和所述第二存储单元,用于将绑定的所述影像信息和所述语音信息,以及相关联的所述控制指令上传一云平台。
优选地,还包括:
一眼动识别装置,连接所述控制装置,用于持续检测一可识别区域内的医生的眼动信息,并输出;
所述控制装置预先存储有一训练好的眼动控制模型,所述控制装置根据所述眼动信息和所述眼动控制模型输出所述控制指令。
优选地,所述眼动识别装置包括至少一个眼动传感器,每个所述眼动传感器分别对准一所述可识别区域。
本发明技术方案的有益效果在于:
本发明基于手势识别技术,使得医生能够在手术室环境中完成对微观影像采集装置的远程控制,实现手术室内和室外的便捷互动,同时将手术过程中的影像信息和语音信息存储,便于日后回溯。
附图说明
图1是本发明中一种术中远程手势影像控制系统的结构框图;
图2是本发明中手势识别装置具体实施例的结构框图;
图3是本发明中影像观测装置具体实施例的结构框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明,但不作为本发明的限定。
本发明提供一种术中远程手势影像控制系统,属于远程控制技术领域,如图1所示,包括:
一影像采集装置1,用于采集手术过程的影像信息;
一语音采集装置2,用于采集手术过程的语音信息;
一手势识别装置3,连接影像采集装置1,用于对采集得到的影像信息进行识别,得到一手势图像并输出;
一控制装置4,连接手势识别装置3,用于根据手势图像输出一控制指令,并将控制指令发送给相应的设备,设备包括影像采集装置1;
一影像观测装置5,分别连接影像采集装置1、语音采集装置2和控制装置4,用于显示影像信息,并播放语音信息。
具体的,本发明包括影像采集装置1、语音采集装置2、手势识别装置3、控制装置4和影像观测装置5,其中,影像采集装置1、语音采集装置2和手势识别装置3均设置于手术室内,且靠近手术区域,影像采集装置1的采集端对准手术区域,采集手术过程中的影像信息,影像信息包括医生和护士的手术操作,这些影像信息可用于手术过程中进行手术规划、手 术导航,为医生提供可靠的手术指导,帮助医生能够快速完成手术,从而降低手术难度,节 约手术时间;语音采集装置2采集手术过程中的语音信息,语音信息包括医生的语音指令;进一步的,其中控制装置4和影像观测装置5均可设置于一计算机主机中,将影像信息和语音信息存储在计算机主句的本地内存中,还可通过计算机主机的显示器显示观测,便于日后回溯,例如当发送医疗事故时,这些数据可作为判断过失的依据;将经典的影像信息和语音信息作为示教教材,例如一些重大手术、特殊手术的手术记录,以供医护人员进行学习。
进一步的,还包括手势识别装置3,基于手势识别技术,于手术过程中,识别医生,或护士的手势,并根据识别的手势进而控制影像采集装置1,使得医生即使在手术室环境中,也能够实现远程控制影像采集装置1,实现手术室内和室外便捷互动的目的,优选地,对于影像采集装置1的控制包括但不限于手术视野和视场广度深度等装置参数的调整。
在一个较佳的实施例中,影像采集装置1包括至少一个摄像头,每个摄像头的拍摄参数配置相同。
具体的,影像采集装置1包括多个摄像头,每个摄像头的初始配置参数相同,配置参数包括但不限于例如像素、初始拍摄角度,聚焦区域;
进一步的,于手术之前,可事先通过上述的计算机主机设置各摄像头的配置参数,或者将各摄像头的配置参数默认为之前设置的参数,或者根据预先存储的不同类型的手术对应于不同的摄像参数;优选地,还可将其中一个摄像头作为主摄像头,主摄像头的配置参数可变,在手术过程中,通过医生的手势,来控制摄像头的参数,例如摄像焦距、视场角、光圈;例如还可将其他摄像头作为副摄像头,辅助摄像,配置为正常摄像状态,且配置参数不可变化,可全局拍摄整个术中操作,需要说明的是,这里的主摄像头和副摄像头仅仅是为了区分之用,通过参数的配置,于手术过程中(即术中),医生自己能够直接对影像显示进行实 时调整,实现对于图像显示角度,大小,远近景的调整。
在一个较佳的实施例中,摄像头为光学全景摄像头,和/或术野摄像头。
在一个较佳的实施例中,如图2所示,还包括一手势库,用于存储不同手术对应的手势模板图像;
手术识别装置连接手势库,手势识别装置3包括:
一手势处理单元31,连接影像采集装置1,用于根据影像信息处理得到多帧手势图像信息;
一手势确定单元32,连接手势处理单元31,用于根据处理得到的多帧手势图像信息和手势库存储的手势模板图像进行处理,确定手势图像,并将手势图像发送给控制装置4。
具体的,本发明通过手势处理单元31从手术环境中提取手势区域,对手势进行定位后,通过算法将当前手势从环境区域分割出来,对提取的多帧序列进行手势分析,优选地,采用现有技术中的手势分割技术实现手势与环境的分离;
进一步的,将采集的多帧手势图像信息序列与手势库中存储的手势模板图像进行对比,确定手势图像。
在一个较佳的实施例中,控制装置4预先存储有一手势操作库,控制装置4根据手势图像从手势操作库得到一手势操作信息,并根据手势操作信息生成控制指令。
具体的,控制装置4中预先存储有一手势操作库,手势操作库用以存储手势图像对应的手势操作信息,控制装置4根据手术识别装置识别得到的手势图像从手势操作库得到对应的手势操作信息,并根据手势操作信息生成控制指令,以控制影像采集装置1。
在一个较佳的实施例中,还包括:
一识别认证装置7,连接手势识别装置3,用于每次手术前,至少一个医生通过识别认证单元进行身份验证、手术信息验证;
手势识别装置3用于识别影像信息中身份验证通过的医生的手势图像。
具体的,还包括识别认证装置7,连接手势识别装置3和控制装置4,通过识别认证装置7对当前手术的信息进行确认,以及进入手术内的医生,或护士的身份进行确认,确认后,可根据当前手术信息对手术内的设备(例如摄像头)进行初始化,优选的,每个人的身份对应着不同的权限,手术识别装置可以仅仅识别身份验证通过,且有权限控制设备(例如摄像头)的医生的手势进行识别,降低了手术识别的计算量,误差降低。
在一个较佳的实施例中,如图3所示,影像观测装置5包括:
一第一存储单元51,分别连接影像采集装置1和语音采集装置2,用于将每一次手术过程采集的影像信息和语音信息绑定,并存储;
一第二存储单元52,连接控制装置4,用于存储控制装置4输出的控制指令,第二存储单元和第一存储单元相关联;
一上传单元53,分别连接第一存储单元51和第二存储单元52,用于将绑定的影像信息和语音信息,以及相关联的控制指令上传一云平台。
具体的,影像观测装置5将每一场手术的影像信息和语音信息绑定,以及控制指令关联上述信息并存储在计算机主机的本地内存中,并将本地存储的数据全部上传云平台中存储,便于能够进入云平台的医生进行观摩、学习。
在一个较佳的实施例中,还包括:
一眼动识别装置8,连接控制装置4,用于持续检测一可识别区域内的医生的眼动信息,并输出;
控制装置4预先存储有一训练好的眼动控制模型,控制装置4根据眼动信息和眼动控制模型输出控制指令。
具体的,本发明还可基于现有的眼球识别技术,通过持续采集医生的眼动信息,结合预先训练好的眼动控制模型,输出控制指令控制影像采集装置1,优选的,眼动识别装置8也可以参照上述手势识别的过程,仅仅识别身份验证通过,且有权限控制设备(例如摄像头)的医生的眼动信息。
在一个较佳的实施例中,眼动识别装置包括至少一个眼动传感器,每个眼动传感器分别对准一可识别区域。
本发明技术方案的有益效果在于:
本发明基于手势识别技术,使得医生能够在手术室环境中完成对微观影像采集装置的远程控制,实现手术室内和室外的便捷互动,同时将手术过程中的影像信息和语音信息存储,便于日后回溯。
以上所述仅为本发明较佳的实施例,并非因此限制本发明的实施方式及保护范围,对于本领域技术人员而言,应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案,均应当包含在本发明的保护范围内。
Claims (9)
1.一种术中远程手势影像控制系统,其特征在于,包括:
一影像采集装置,用于采集手术过程的影像信息;
一语音采集装置,用于采集手术过程的语音信息;
一手势识别装置,连接所述影像采集装置,用于对采集得到的所述影像信息进行识别,得到一手势图像并输出;
一控制装置,连接所述手势识别装置,用于根据所述手势图像输出一控制指令,并将所述控制指令发送给相应的设备,所述设备包括所述影像采集装置;
一影像观测装置,分别连接所述影像采集装置、所述语音采集装置和所述控制装置,用于显示所述影像信息,并播放所述语音信息。
2.根据权利要求1所述的一种术中远程手势影像控制系统,其特征在于,所述影像采集装置包括至少一个摄像头,每个所述摄像头的拍摄参数配置相同。
3.根据权利要求1所述的一种术中远程手势影像控制系统,其特征在于,所述摄像头为光学全景摄像头,和/或术野摄像头。
4.根据权利要求1所述的一种术中远程手势影像控制系统,其特征在于,还包括一手势库,用于存储不同手术对应的手势模板图像;
所述手术识别装置连接所述手势库,所述手势识别装置包括:
一手势处理单元,连接所述影像采集装置,用于根据所述影像信息处理得到多帧手势图像信息;
一手势确定单元,连接所述手势处理单元,用于根据处理得到的多帧所述手势图像信息和所述手势库存储的手势模板图像进行处理,确定手势图像,并将所述手势图像发送给所述控制装置。
5.根据权利要求4所述的一种术中远程手势影像控制系统,其特征在于,所述控制装置预先存储有一手势操作库,所述控制装置根据所述手势图像从所述手势操作库得到一手势操作信息,并根据所述手势操作信息生成所述控制指令。
6.根据权利要求1所述的一种术中远程手势影像控制系统,其特征在于,还包括:
一识别认证装置,连接所述手势识别装置,用于每次手术前,至少一个医生通过所述识别认证单元进行身份验证、手术信息验证;
所述手势识别装置用于识别所述影像信息中身份验证通过的所述医生的所述手势图像。
7.根据权利要求6所述的一种术中远程手势影像控制系统,其特征在于,所述影像观测装置包括:
一第一存储单元,分别连接所述影像采集装置和所述语音采集装置,用于将每一次手术过程采集的所述影像信息和所述语音信息绑定,并存储;
一第二存储单元,连接所述控制装置,用于存储所述控制装置输出的所述控制指令,所述第二存储单元和所述第一存储单元相关联;
一上传单元,分别连接所述第一存储单元和所述第二存储单元,用于将绑定的所述影像信息和所述语音信息,以及相关联的所述控制指令上传一云平台。
8.根据权利要求1所述的一种术中远程手势影像控制系统,其特征在于,还包括:
一眼动识别装置,连接所述控制装置,用于持续检测一可识别区域内的医生的眼动信息,并输出;
所述控制装置预先存储有一训练好的眼动控制模型,所述控制装置根据所述眼动信息和所述眼动控制模型输出所述控制指令。
9.根据权利要求8所述的一种术中远程手势影像控制系统,其特征在于,所述眼动识别装置包括至少一个眼动传感器,每个所述眼动传感器分别对准一所述可识别区域。
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