CN117547233A - 一种基于非接触式生命体征实时监测方法及装置 - Google Patents

一种基于非接触式生命体征实时监测方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及健康监护技术领域,具体地说是一种基于非接触式生命体征实时监测方法及装置,该方法包括以下步骤;步骤一,数据获取:对人体的图像数据进行捕捉,并对捕捉到的图像进行人脸检测和跟踪,使用计算机视觉算法来定位人脸区域,以便后续的生命体征分析;步骤二,特征提取:在人脸区域内,通过图像处理和计算机视觉算法,提取生命体征相关的特征信息;通过利用图像处理和计算机视觉算法,提取生命体征相关的特征信息,并根据提取到的特征信息在采用信号处理算法和模型,对心率、呼吸频率参数进行估计和实时监测,并通过用户终端将生命体征参数结果呈现给用户或医护人员,以此实现非接触式生命体征实时监测,且具有较高的监测精度和可靠性。

Description

一种基于非接触式生命体征实时监测方法及装置
技术领域
本发明涉及健康监护技术领域,具体地说是一种基于非接触式生命体征实时监测方法及装置。
背景技术
生命体征实时监测是一项重要的技术,它可以实时地记录和分析人体的各种生理指标,有助于提前发现和预防健康问题,通过生命体征实时监测,我们可以获取到个体的心率、血压、体温等重要指标,并将其传输到云端进行分析和存储,这种实时监测不仅可以为医疗工作者提供及时的数据,辅助疾病诊断和治疗,也可以帮助个人更好地了解自己的身体状况,做到健康管理和预防。
而传统的生命体征监测通常需要接触皮肤或通过穿戴设备来收集数据,例如通过观察呼吸的频率、深度和节律等,以评估呼吸系统的功能,传统的呼吸监测方法通常通过观察胸部或腹部运动,或使用胸带式呼吸传感器进行监测以及通过心电图(ECG)测量心脏的电活动,获得心率和心律的信息,传统的心率监测方法需要将导电贴片或传感器放置在身体特定位置,通过接触皮肤获取心电信号,然后由心电图仪器进行记录和分析,而非接触式生命体征实时监测是一种通过无需接触人体的方式,实时监测和记录人体生理指标的技术,相较于传统的监测方法需要与人体直接接触来收集数据的方式,非接触式生命体征监测摒弃了直接接触的方式,使用无线技术或光学传感器等设备,通过对人体周围环境的变化进行感知和分析,实现实时监测。
虽然非接触式生命体征实时监测方法具有便捷性、舒适性和连续性的优势,但是与传统接触式监测方法相比,非接触式监测的精度较低。
因此,急需发明一种能提高生命体征实时监测精度和可靠性的一种基于非接触式生命体征实时监测方法及装置。
发明内容
针对上述问题,本发明提供如下技术方案:一种基于非接触式生命体征实时监测方法,该方法包括以下步骤;
步骤一,数据获取:对人体的图像数据进行捕捉,并对捕捉到的图像进行人脸检测和跟踪,使用计算机视觉算法来定位人脸区域,以便后续的生命体征分析;
步骤二,特征提取:在人脸区域内,通过图像处理和计算机视觉算法,提取生命体征相关的特征信息;
步骤三,数据处理:根据提取到的特征信息,采用信号处理算法和模型,对心率、呼吸频率参数进行估计和实时监测;
步骤四,结果展示:将监测到的生命体征参数的结果呈现给用户或医护人员。
优选的,上述步骤二中提取的特征参数包括人脸区域的颜色变化、纹理信息以及动态轮廓。
优选的,上述步骤三中实时监测的生命体征出现异常时,发出警报,以便医护人员及时采取相应的措施。
优选的,上述步骤四中以图形形式将监测的生命体征参数的结果呈现给用户或医护人员。
一种基于非接触式生命体征实时监测装置,包括用户终端以及与所述用户终端连接的多个监控子系统,所述用户终端用于发起生命体征实时监测和监测结果展示,所述监控子系统包括摄像头以及警报器;
所述摄像头,用于拍摄获取人体的图像数据,并将图像数据传输至用户终端;
所述警报器,用于在人体生命体征异常时,发出警报;
所述用户终端连接有图像处理器;
所述图像处理器,用于对拍摄获取的人体图像数据进行图像处理。
优选的,所述用户终端连接有子用户端。
优选的,所述用户终端与所述子用户端之间的信息传输采用信息加密传输和访问控制。
优选的,所述监控子系统包括补光灯,所述补光灯用于为所述摄像头拍摄图像数据提供光源。
本发明的技术效果和优点:
1、本发明通过利用图像处理和计算机视觉算法,提取生命体征相关的特征信息,并根据提取到的特征信息在采用信号处理算法和模型,对心率、呼吸频率参数进行估计和实时监测,并通过用户终端以图形形式将监测到的生命体征参数的结果呈现给用户或医护人员,以此实现非接触式生命体征实时监测,并且具有较高的监测精度和可靠性。
2、本发明通过使用户终端与子用户端之间的信息传输采用信息加密传输和访问控制,防止数据在传输过程中被篡改或损坏,确保数据的安全性和可靠性,因为生命体征数据属于敏感的个人健康信息,包含有关身体状况和健康状态的数据,采用信息加密传输可以有效保护这些敏感数据的隐私,防止未经授权的访问和数据泄露,并且生命体征数据的准确性和完整性对于医疗和健康监测至关重要。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本发明而了解,本发明的目的和其他优点可通过在说明书以及附图中所指出的结构来实现和获得。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单的介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明中基于非接触式生命体征实时监测方法的流程示意图;
图2是本发明中基于非接触式生命体征实时监测装置的结构图。
图中:1、用户终端;2、监控子系统;3、摄像头;4、警报器;5、图像处理器;6、子用户端;7、补光灯。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,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、完整的说明,显然,所描述的实施例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做出创造性劳动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。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,在本发明的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
如图1所示;一种基于非接触式生命体征实时监测方法,该方法包括以下步骤;
步骤一,数据获取:对人体的图像数据进行捕捉,并对捕捉到的图像进行人脸检测和跟踪,使用计算机视觉算法来定位人脸区域,以便后续的生命体征分析;
步骤二,特征提取:在人脸区域内,通过图像处理和计算机视觉算法,提取生命体征相关的特征信息;
步骤三,数据处理:根据提取到的特征信息,采用信号处理算法和模型,对心率、呼吸频率参数进行估计和实时监测;
步骤四,结果展示:将监测到的生命体征参数的结果呈现给用户或医护人员;
上述步骤二中提取的特征参数包括人脸区域的颜色变化、纹理信息以及动态轮廓;
上述步骤三中实时监测的生命体征出现异常时,发出警报,以便医护人员及时采取相应的措施;
上述步骤四中以图形形式将监测的生命体征参数的结果呈现给用户或医护人员。
如图2所示;一种基于非接触式生命体征实时监测装置,包括用户终端1以及与所述用户终端1连接的多个监控子系统2,所述用户终端1用于发起生命体征实时监测和监测结果展示,所述监控子系统2包括摄像头3以及警报器4;
所述摄像头3,用于拍摄获取人体的图像数据,并将图像数据传输至用户终端1;
所述警报器4,用于在人体生命体征异常时,发出警报;
所述用户终端1连接有图像处理器5;
所述图像处理器5,用于对拍摄获取的人体图像数据进行图像处理;
使用时,医护人员通过用户终端1发起生命体征实时监测,摄像头3对人体的图像数据进行捕捉,并对捕捉到的图像进行人脸检测和跟踪,使用计算机视觉算法来定位人脸区域,以便后续的生命体征分析,并将拍摄获取的图像数据传输至用户终端1,并由用户终端1与图像处理器5在图像数据中的人脸区域内,利用图像处理和计算机视觉算法,提取生命体征相关的特征信息,并根据提取到的特征信息在采用信号处理算法和模型,对心率、呼吸频率参数进行估计和实时监测,并通过用户终端1以图形形式将监测到的生命体征参数的结果呈现给用户或医护人员,以此实现非接触式生命体征实时监测,并且具有较高的监测精度和可靠性,而警报器4在用户终端1实时监测的人体特征数据存在异常时,用户终端1向警报器4发出指令,使警报器4开始报警,以便医护人员及时了解情况并及时采取相应的措施。
如图2所示;所述用户终端1连接有子用户端6;
使用时,通过子用户端6,其他用户可通过子用户端6访问用户终端1的实时监测数据。
如图2所示;所述用户终端1与所述子用户端6之间的信息传输采用信息加密传输和访问控制;
使用时,用户终端1与子用户端6之间的信息传输之所以采用信息加密传输和访问控制的方式,因为生命体征数据属于敏感的个人健康信息,包含有关身体状况和健康状态的数据采用信息加密传输可以有效保护这些敏感数据的隐私,防止未经授权的访问和数据泄露,并且生命体征数据的准确性和完整性对于医疗和健康监测至关重要,信息加密传输可以防止数据在传输过程中被篡改或损坏,确保数据的安全性和可靠性。
如图2所示;所述监控子系统2包括补光灯7,所述补光灯7用于为所述摄像头3拍摄图像数据提供光源;
使用时,通过设置补光灯7,补光灯7可以提供均匀的光源,消除阴影和光照不均匀的问题,这有助于摄像头3获得具有清晰细节和准确特征的人体图像数据,且补光灯7可以增加图像数据的对比度,使面部特征更加鲜明和易于分析,通过增加光线,可以减少图像中的噪点和模糊,提供更好的图像质量。
本发明工作原理:
如图2所示;医护人员通过用户终端1发起生命体征实时监测,摄像头3对人体的图像数据进行捕捉,且通过设置补光灯7,以提供均匀的光源,消除阴影和光照不均匀的问题,这有助于摄像头3获得具有清晰细节和准确特征的人体图像数据,且补光灯7可以增加图像数据的对比度,使面部特征更加鲜明和易于分析,通过增加光线,可以减少图像中的噪点和模糊,提供更好的图像质量,并对捕捉到的图像进行人脸检测和跟踪,使用计算机视觉算法来定位人脸区域,以便后续的生命体征分析,并将拍摄获取的图像数据传输至用户终端1,并由用户终端1与图像处理器5在图像数据中的人脸区域内,利用图像处理和计算机视觉算法,提取生命体征相关的特征信息,并根据提取到的特征信息在采用信号处理算法和模型,对心率、呼吸频率参数进行估计和实时监测,并通过用户终端1以图形形式将监测到的生命体征参数的结果呈现给用户或医护人员,以此实现非接触式生命体征实时监测,并且具有较高的监测精度和可靠性。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换,而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种基于非接触式生命体征实时监测方法,其特征在于:该方法包括以下步骤;
步骤一,数据获取:对人体的图像数据进行捕捉,并对捕捉到的图像进行人脸检测和跟踪,使用计算机视觉算法来定位人脸区域,以便后续的生命体征分析;
步骤二,特征提取:在人脸区域内,通过图像处理和计算机视觉算法,提取生命体征相关的特征信息;
步骤三,数据处理:根据提取到的特征信息,采用信号处理算法和模型,对心率、呼吸频率参数进行估计和实时监测;
步骤四,结果展示:将监测到的生命体征参数的结果呈现给用户或医护人员。
2.根据权利要求1所述的一种基于非接触式生命体征实时监测方法,其特征在于:上述步骤二中提取的特征参数包括人脸区域的颜色变化、纹理信息以及动态轮廓。
3.根据权利要求1所述的一种基于非接触式生命体征实时监测方法,其特征在于:上述步骤三中实时监测的生命体征出现异常时,发出警报,以便医护人员及时采取相应的措施。
4.根据权利要求1所述的一种基于非接触式生命体征实时监测方法,其特征在于:上述步骤四中以图形形式将监测的生命体征参数的结果呈现给用户或医护人员。
5.一种基于非接触式生命体征实时监测装置,其特征在于:包括用户终端(1)以及与所述用户终端(1)连接的多个监控子系统(2),所述用户终端(1)用于发起生命体征实时监测和监测结果展示,所述监控子系统(2)包括摄像头(3)以及警报器(4);
所述摄像头(3),用于拍摄获取人体的图像数据,并将图像数据传输至用户终端(1);
所述警报器(4),用于在人体生命体征异常时,发出警报;
所述用户终端(1)连接有图像处理器(5);
所述图像处理器(5),用于对拍摄获取的人体图像数据进行图像处理。
6.根据权利要求5所述的一种基于非接触式生命体征实时监测装置,其特征在于:所述用户终端(1)连接有子用户端(6)。
7.根据权利要求6所述的一种基于非接触式生命体征实时监测装置,其特征在于:所述用户终端(1)与所述子用户端(6)之间的信息传输采用信息加密传输和访问控制。
8.根据权利要求5所述的一种基于非接触式生命体征实时监测装置,其特征在于:所述监控子系统(2)包括补光灯(7),所述补光灯(7)用于为所述摄像头(3)拍摄图像数据提供光源。
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