CN1899214A - 新生儿信息采集与识别系统 - Google Patents
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Abstract
新生儿信息采集与识别系统，该系统的结构是测重计置于婴儿床的下面，新生儿置于的婴儿床的上面，脚纹采集仪置于婴儿床的两端，测距仪置于新生儿的两侧，指纹采集仪置于婴儿床的一侧，恒温器置于婴儿床的上方，高度调节器置于测重计下方的四根杆柱上，脚纹采集仪、指纹采集仪均通过USB数据线与信息处理器电连接。脚纹采集仪中，摄像机嵌入在距离调节器之上，其四周置有光线过滤器和灯泡，摄像机的上方置有安放脚掌的挡板，通过信息处理器上的脚纹采集按钮触发进入脚纹采集程序。通过该系统能够自动采集新生儿的脚纹、指纹、身长、体重信息，操作简单快捷。利用信息处理器，结合数字图像处理及模式识别理论，能够通过采集的脚纹，对新生儿进行身份识别。
Description
所属领域 本发明涉及电子科学技术在医疗机械方面的应用，特别涉及新生儿信息采集与识别系统。
背景技术 近年来，随着科学技术的发展，目前医疗产品朝电子化，集成化，多功能化发展。婴儿刚出生，医院就要采集该新生儿的一些基本信息，来标记各个新生儿，以防混淆。基本的信息有新生儿的身长，体重等。并且新生儿出生后要用印泥按捺新生儿的脚纹与母亲的指纹，便于识别其身份。
2005年中国专利授权公告号CN2719227Y，名称为“儿童体格发育自动测量和分析系统”中公开了一种儿童体格发育自动测量和分析系统。它由超声传感器、称重传感器、带模拟开关A/D转换器、89C52单片机、USB通讯模块、计算机组成。超声传感器将测量儿童身长以电压信号送入带模拟开关A/D转换器，称重传感器将测量儿童体重以电压信号送入带模拟开关A/D转换器，A/D转换器将传感器送来的模拟信号分别转换成12位的数字信号，同过SPI总线发送到单片机89C52。89C52将从A/D转换器送来的数字信号经过内部软件处理后，通过USB总线发送到计算机，计算机通过算法过滤掉无效数据，并计算出最终测量值，并将测量结果写入IC卡中。该专利的目的是对儿童身高和体重进行自动测量，并根据国家儿童体格标准给出分析结果。但该专利未涉及对儿童脚纹的采集，以及通过脚纹对儿童进行身份识别。
现今，对于脚纹的采集，传统的方法是把新生儿的脚沾上印泥然后把脚纹印在纸上，这种方法的几个缺点是：1)获得的脚纹图像质量较差；2)不便于检索；3)不适用于电子病历系统；4)难以形成大规模的数据库。信息化时代，传统的新生儿脚纹采集已经不能适应社会发展的需求，基于数字图像的采集与识别系统成为新的选择。另一方面，儿童走失现象仍然屡见不鲜，在寻找失散儿童时，如何快速有效的鉴定儿童身份也是急需解决的问题。由于新生儿在出生时注册了脚纹，而且由于脚纹结构的稳定性，即使新生儿成长为儿童，其脚纹的形态也不会发生大的改变，因此，结合计算机或其他信息处理器，利用数字图像处理技术，用脚纹特征来识别儿童身份是一个行之有效而且费用低廉的方法。
另外，传统的新生儿信息的采集都是按部就班，分功能完成的。对于医生或护士，工作繁琐，效率不高。因此，一种集多种功能的有效的新生儿信息自动采集与识别系统呼之欲出。经过前期的市场调研，这样一个多功能的新生儿信息自动采集与识别系统在各大医院都有很大的应用前景。
发明内容 本发明的目的是：提出一种新生儿信息采集与识别系统。通过该系统可以登记下刚出生婴儿的所有电子信息，大大减轻医生护士的工作量。最重要的是，借助信息处理器或计算机这些信息处理工具，采集信息即快速又准确。在适宜的温度下对新生儿采集身长，体重等基本信息，并且将该新生儿的脚纹及母亲的指纹通过采集仪读入到信息处理器中，借助数字图像处理技术对其进行分析处理，归类存储到数据库。而且，调用识别程序，根据采集的新生儿的脚纹，还可以鉴别新生儿的身份。
本发明的技术方案是：一种新生儿信息采集与识别系统，包括信息采集时放置新生儿的婴儿床，保持系统在适宜温度下的恒温器，上下调节婴儿床的高度调节器，该系统还包括测量新生儿体重的测重计，采集新生儿脚纹的脚纹采集仪，测量新生儿身长的测距仪，采集新生儿母亲指纹的指纹采集仪，处理并存储新生儿信息的信息处理器。
本系统的结构是：测重计置于婴儿床的下面，新生儿置于的婴儿床的上面，脚纹采集仪置于婴儿床的两端，测距仪置于新生儿的两侧，指纹采集置于婴儿床的一侧，置有温度传感器的恒温器位于婴儿床的上方，高度调节器置于测重计下方的四根杆柱上，脚纹采集仪、指纹采集仪均通过USB数据线与信息处理器电连接。婴儿床的高度能够通过高度调节器上下调节，高度调节器的底部置有4个轮子。
脚纹采集仪的结构中，摄像机嵌入在距离调节器之上，其四周置有光线过滤器，光线过滤器的四周置有提供光源的灯泡，摄像机的正上方置有安放脚掌的挡板，通过信息处理器上的脚纹采集按钮触发进入脚纹采集程序，调节新生儿脚掌的安放位置采集新生儿的脚纹信息。
测距仪包括相互电连接的光发射器、光接收器、光反射器、步进电机及步进电机的滑轨，步进电机通过信息处理器上的身长按钮触发，在滑轨上滑动，经光发射器、光接收器、光反射器共同作用检测新生儿的身长信息。测距仪中的步进电机、光反射器能够交换置于新生儿的左侧或右侧。
指纹采集仪包括相互电连接的光源、棱镜、透镜和图像感应芯片，通过信息处理器上的指纹按钮触发采集母亲指纹。指纹采集仪能够置于婴儿床的一侧是前后左右任意一侧，指纹采集仪中的图像感应芯片为CMOS图像感应芯片。
测重计置有压力传感器，通过信息处理器上的体重按钮触发，经压力传感器采集新生儿的重量信息。
信息处理器置有用于信息处理的单片机、显示屏及一个以上用途按钮，采集的脚纹、指纹、身长、体重信息被自动读入到信息处理器中，信息处理器对采集的数据处理后显示并存储；用途按钮中包括模式按钮，用于选择采集模式或识别模式，选择识别模式时，能够调用识别程序，通过采集的脚纹信息，确定新生儿的身份。信息处理器中用于信息处理的单片机的型号是ARM9TDMI。信息处理器中一个以上用途按钮为6个，分别是指纹按钮、体重按钮、身长按钮、脚纹按钮、开关按钮、模式按钮。
脚纹采集仪中的光线过滤器是防止局部光线过强用于过滤光线的毛玻璃或纱布，放置脚掌的挡板是由普通透明玻璃构成的。脚纹采集仪置于婴儿床的左端或右端，且还置有调节摄像机与目标距离的距离调节器，脚纹采集仪置有电源开关，电源开关用于直接控制4个灯泡。
新生儿信息采集与识别系统或与信息处理器电连接，或与计算机电连接。
相对于现有技术有益效果是：
2005年中国授权专利公告号CN2719227Y，名称为“儿童体格发育自动测量和分析系统”中公开了一种儿童体格发育自动测量和分析系统。其中超声传感器将测量儿童身长以电压信号送入带模拟开关A/D转换器，称重传感器将测量儿童体重以电压信号送入带模拟开关A/D转换器，A/D转换器将传感器送来的模拟信号分别转换成12位的数字信号，同过SPI总线发送到单片机89C52。89C52将从A/D转换器送来的数字信号经过内部软件处理后，通过USB总线发送到计算机，计算机通过算法过滤掉无效数据，并计算出最终测量值，并将测量结果写入IC卡中。其目的是对儿童身高和体重进行自动测量，并根据国家儿童体格标准给出分析结果。但该现有技术专利未涉及对脚纹的采集，以及通过脚纹对儿童进行身份识别。
目前现有技术中，对于脚纹的采集，医院传统的方法是把新生儿的脚沾上印泥然后把脚纹印在纸上，这种方法缺点是获得的脚纹图像质量较差、不便于检索、不适用于电子病历系统、难于形成大规模的数据库。另外传统的新生儿信息的采集都是按部就班，分功能完成的，对于医生或护士，工作繁琐，效率不高。
本系统的结构是：测重计置于婴儿床的下面，新生儿置于的婴儿床的上面，脚纹采集仪置于婴儿床的两端，测距仪置于新生儿的两侧，指纹采集仪置于婴儿床的一侧，恒温器置于婴儿床的上方，高度调节器置于测重计下方的四根杆柱上，脚纹采集仪、指纹采集仪均通过USB数据线与信息处理器电连接。婴儿床的高度能够通过高度调节器上下调节，高度调节器的底部置有4个轮子。
在脚纹采集仪的结构中，摄像机嵌入在距离调节器之上，其四周置有光线过滤器，光线过滤器的四周置有提供光源的灯泡，摄像机的正上方置有安放脚掌的挡板。
在新生儿信息采集中，通过信息处理器上的体重按钮触发，由传感器采集新生儿的重量信息；通过信息处理器上启动脚纹采集按钮进入脚纹采集程序，调节新生儿脚掌的安放位置，采集新生儿的脚纹信息；通过信息处理器上的身长按钮触发，步进电机在滑轨上滑动，经光发射器、光接收器、光反射器共同作用检测新生儿的身长信息；通过信息处理器上的指纹按钮触发采集母亲指纹；采集的体重、脚纹、身长、指纹信息被自动读入到信息处理器中，信息处理器对采集的数据处理后显示并存储。用途按钮中包括模式按钮，用于选择采集模式或识别模式，选择识别模式时，能够调用识别程序，通过采集的脚纹信息，确定新生儿的身份。
显然通过该系统可以自动快速采集新生儿的体重、脚纹、身长、指纹所有信息，操作简单快捷，减轻了医生护士的工作量，提高了工作效率。
利用信息处理器或计算机，结合数字图像处理及模式识别等理论知识，对采集的新生儿脚纹与其母亲的指纹进行分析处理，能够提高所采集信息的准确性。
该系统不仅可以采集新生儿的多种信息，留下电子病历材料，形成大规模的数据库，还可以利用脚纹对新生儿进行身份识别。对于儿童走失或其它情况，协助公安部门快速鉴定其身份，有着很重要的意义。
附图说明 下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1是一种新生儿信息采集与识别系统的结构示意图。
图2是脚纹采集仪的结构示意图。
图3是测距仪的结构示意图。
图4是指纹采集仪器的结构示意图。
图5是新生儿信息采集与识别系统的信息采集流程图。
具体实施方式
图1是一种新生儿信息采集与识别系统的结构示意图。图1中，1：测重计；2：婴儿床；3：脚纹采集仪；4：测距仪；5：恒温器；6：新生儿；7：指纹采集仪；8：USB数据线；9：信息处理器；10：高度调节器；11：轮子。
信息处理器9面板上的用途按钮为6个，分别是指纹按钮A、体重按钮B、身长按钮F、脚纹按钮G、开关按钮I、模式按钮H、电源指示灯D、状态指示灯E。
在图1中，一种新生儿信息采集与识别系统，其结构包括测量新生儿体重的测重计1，测量时放置新生儿的婴儿床2，采集新生儿脚纹的脚纹采集仪3，测量新生儿身长的测距仪4，保持采集系统在适宜温度的恒温器5，采集新生儿母亲指纹的指纹采集仪7，处理并存储指纹脚纹的信息处理器9，上下调节新生儿床的高度调节器10。
测重计1置于婴儿床2的下面，测重计1中置入一压力传感器，脚纹采集仪3置于婴儿床2的两端，测距仪4置于新生儿6的两侧，指纹采集仪7置于婴儿床2的一侧，恒温器5置于婴儿床2的上方，高度调节器10置于测重计1下方的四根杆柱上，脚纹采集仪3、指纹采集仪7通过USB数据线8与信息处理器9电连接。系统得到的新生儿身长，体重，脚纹及母亲的指纹信息被自动读入信息处理器9。
图2是脚纹采集仪的结构示意图。在图2中，12：灯泡；13：光线过滤器；14：距离调节器；15：摄像机；16：挡板；17：电源开关。
脚纹采集仪3的结构包括用来提供光源的灯泡12，用来过滤光线的光线过滤器13，用来采集脚纹图像的摄像机15，用来调节摄像机15到脚掌距离的距离调节器14，用来放置脚掌的挡板16。其中挡板16由透明玻璃构成，如果没有光线过滤器13，往往会在挡板上形成反光，严重影响图像质量。所以，光线过滤器13有重要的作用。采集脚纹时，把脚掌放在挡板上，通过信息处理器9中的程序来控制采集过程。
脚纹采集仪3的结构中，摄像机15嵌入在距离调节器14之上，其四周置有光线过滤器13，材质是毛玻璃或纱布。光线过滤器13的四周置有四个提供光源的灯泡12。脚纹采集仪3的电源开关17用于控制四个灯泡12。摄像机15的正上方置有安放脚掌的挡板16，材质是透明玻璃。
图3是测距仪的结构示意图。图3中，18：步进电机；19：光发射器；20：光接收器；21：光反射器；6：新生儿；22：步进电机的滑轨。
测距仪4的结构包括：在滑轨22上滑动的步进电机18，安装在步进电机18上的光发射器19、光接收器20，安置在新生儿6另一侧的光反射器21。如果光反射器21与光接收器20之间没有阻挡，则每一束光都被接收到。步进电机18以速度V匀速从一端滑向另一端，一边滑动一边发射器19发射光束，有新生儿6的地方，光线就被阻挡无法接收到。记录这段区域起点时间(T1)与终点时间(T2)，时间差乘以速度就得到新生儿6的身长信息((T2-T1)*V)，然后该信息也被自动读入到信息处理器9中。
图4是指纹采集仪器的结构示意图。图4中，23：光源；24：棱镜；25：透镜；26：图像感应芯片。
指纹采集仪器中光源的光线经过棱镜24到透镜25，在透镜25处发生反射，反射光的数量依赖与压在透镜25斜侧面的指纹的脊与谷的深度，光线射到谷就反射出去，光线射到脊就不反射。反射光线最终都被图像感应芯片26接受。这样就形成了指纹脊与谷的图像。
图5是新生儿信息采集与识别系统的信息采集流程图。
首先，打开整个系统的电源，触发信息处理器9的开关按钮I，开启信息处理器9，电源指示灯D亮，触发信息处理器9的模式按钮H，用于选择采集模式。先把母亲的指纹采集下来，通过触发信息处理器9面板上的指纹按钮A，启动指纹采集程序(步骤100)，母亲的右手拇指放在指纹采集仪7上，通过采集程序采下来(步骤110)。冬天为了保护从襁褓中取出的新生儿6，一定要注意控制温度。查看恒温器5是否工作到适宜温度(步骤120)。为了方便医生护士工作，通过高度调节器10，将新生儿床2调节到适合高度(步骤130)。触发信息处理器9面板上的体重按钮B，通过测重计1中的压力传感器测量新生儿6体重，数据自动读入信息处理器9(步骤140)。触发信息处理器9面板上的身长按钮F，通过步进电机在滑轨上滑动，经光发射器、光接收器、光反射器共同作用检测新生儿的身长信息，数据也自动读入信息处理器9(步骤150)。通过触发信息处理器9面板上的脚纹按钮G，启动脚纹采集程序(步骤160)，根据信息处理器9上的显示屏C显示图像，查看脚掌是否在正确的位置上(步骤170)，调节脚掌的安放位置，采集新生儿两只脚的脚纹各5次(步骤180)。信息处理器9上显示采集的所有数据并存储(步骤190)。
随着采集信息的不同，状态指示灯E表现不同的光亮信号。采集的脚纹、指纹、身长、体重信息被自动读入到信息处理器9中，信息处理器9对采集的数据处理后显示并存储。
一种新生儿信息采集与识别系统的识别过程是：触发信息处理器9的模式按钮H，用于选择识别模式。脚纹采集仪3采集新生儿6的脚纹信息后，信息被自动输入到信息处理器9，调用识别程序，利用一系列图象处理与模式识别方法，确定该脚纹对应新生儿6的身份。
显然，本领域的技术人员可以对本发明的多功能新生儿信息采集与识别系统进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1、一种新生儿信息采集与识别系统，包括信息采集时放置新生儿(6)的婴儿床(2)，保持系统在适宜温度下的恒温器(5)，上下调节婴儿床的高度调节器(10)，其特征在于：
该系统还包括测量新生儿体重的测重计(1)，采集新生儿脚纹的脚纹采集仪(3)，测量新生儿身长的测距仪(4)，采集新生儿母亲指纹的指纹采集仪(7)，处理并存储新生儿信息的信息处理器(9)；
本系统的结构是：所述的测重计(1)置于婴儿床(2)的下面，新生儿(6)置于的婴儿床(2)的上面，所述的脚纹采集仪(3)置于婴儿床(2)的两端，所述的测距仪(4)置于新生儿(6)的两侧，所述的指纹采集仪(7)置于婴儿床(2)的一侧，所述的恒温器(5)置于婴儿床(2)的上方，所述的高度调节器(10)置于测重计(1)下方的四根杆柱上，所述的脚纹采集仪(3)、指纹采集仪(7)均通过USB数据线(8)与信息处理器(9)电连接；
在所述的脚纹采集仪(3)的结构中，摄像机(15)嵌入在距离调节器(14)之上，其四周置有光线过滤器(13)，所述的光线过滤器(13)的四周置有提供光源的灯泡(12)，所述的摄像机(15)的正上方置有安放脚掌的挡板(16)，通过信息处理器(9)上的脚纹采集按钮触发进入脚纹采集程序，调节新生儿(6)脚掌的安放位置，采集新生儿(6)的脚纹信息；
所述的测距仪(4)包括相互电连接的光发射器(19)、光接收器(20)、光反射器(21)、步进电机(18)及步进电机的滑轨(22)，步进电机(18)通过信息处理器(9)上的身长按钮触发，在滑轨(22)上滑动，经光发射器(19)、光接收器(20)、光反射器(21)共同作用检测新生儿的身长信息；
所述的指纹采集仪(7)包括相互电连接的光源(23)、棱镜(24)、透镜(25)和图像感应芯片(26)，通过信息处理器(9)上的指纹按钮触发采集母亲指纹；
所述的测重计(1)包括电连接的传感器，通过信息处理器(9)上的体重按钮触发，经传感器采集新生儿(6)的重量信息；
所述的信息处理器(9)置有用于信息处理的单片机、显示屏(C)及一个以上用途按钮，采集的脚纹、指纹、身长、体重信息被自动读入到信息处理器(9)中，信息处理器(9)对采集的数据处理后显示并存储；用途按钮中包括模式按钮(H)，用于选择采集模式或识别模式，选择识别模式时，能够调用识别程序，通过采集的脚纹信息，确定新生儿(6)的身份。
2、根据权利要求1所述的一种新生儿信息采集与识别系统，其特征是：所说的脚纹采集仪(3)中的光线过滤器(13)是防止局部光线过强用于过滤光线的毛玻璃或纱布，所说的放置脚掌的挡板(16)是由普通透明玻璃构成的。
3、根据权利要求1所述的一种新生儿信息采集与识别系统，其特征是：所说的脚纹采集仪(3)置于婴儿床(2)的左端或右端，且还置有调节摄像机(15)与目标距离的距离调节器(14)，所说的脚纹采集仪(3)置有电源开关(17)，电源开关(17)用于直接控制4个灯泡(12)。
4、根据权利要求1所述的一种新生儿信息采集与识别系统，其特征是：所说的测距仪(4)中的步进电机(18)、光反射器(21)能够交换置于新生儿(6)的左侧或右侧。
5、根据权利要求1所述的一种新生儿信息采集与识别系统，其特征是：所说的指纹采集仪(7)能够置于婴儿床(2)的一侧是前后左右任意一侧，且所说的指纹采集仪(7)中的图像感应芯片(26)为CMOS图像感应芯片。
6、根据权利要求1所述的一种新生儿信息采集与识别系统，其特征是：所说的恒温器(5)和所说的测重计(1)置有传感器，分别是温度传感器和压力传感器。
7、根据权利要求1所述的一种新生儿信息采集与识别系统，其特征是：所说的婴儿床(2)的高度能够通过高度调节器(10)上下调节，所说的高度调节器(10)的底部置有4个轮子(11)。
8、根据权利要求1所述的一种新生儿信息采集与识别系统，其特征是：所说的信息处理器(9)中用于信息处理的单片机的型号是ARM9TDMI。
9、根据权利要求1所述的一种新生儿信息采集与识别系统，其特征是：所说的信息处理器(9)中一个以上用途按钮为6个，分别是指纹按钮(A)、体重按钮(B)、身长按钮(F)、脚纹按钮(G)、开关按钮(I)、模式按钮(H)。
10、根据权利要求1所述的一种新生儿信息采集与识别系统，其特征是所说的新生儿信息采集与识别系统或与信息处理器(9)电连接，或与计算机电连接。
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