一种基于摄像头与球状标记物的呼吸测量方法技术

本发明专利技术提供一种基于摄像头与球状标记物的呼吸测量方法，球状标记物附着在人体胸腹部，利用摄像头采集标记物的图像，标记物与摄像机之间的距离变化会引起标记物在摄像机内的成像大小发生变化，通过提取标记物的成像区域轮廓半径并记录连续图像内区域轮廓半径的大小变化即可反应人体的呼吸运动，跟踪人体的呼吸运动模式和计算呼吸频率。本发明专利技术通过简单的球状标记物和摄像头实现了呼吸模式的跟踪与呼吸频率的计算，避免昂贵的传感器连接及其给人体带来的不适感，此外也避免其他图像测量呼吸算法中复杂的跟踪与计算算法，有助于日常生活中进行呼吸频率的测量与呼吸模式的跟踪。

【技术实现步骤摘要】
一种基于摄像头与球状标记物的呼吸测量方法
本专利技术涉及生理信号监测与分析
，涉及到人体呼吸信号的模式检测与呼吸率测量，特别涉及到利用球状标记物与摄像头进行呼吸模式追踪与呼吸率测量的方法。
技术介绍
针对呼吸信号的监测与测量，主要利用相应的阻抗传感器，温度传感器与人体直接连接，测量人体呼吸的气流温度、流速及身体的运动，往往需要复杂的连接与使用，并会给人体带来一定不适感。针对这些问题，产生了一种基于彩色摄像头的呼吸测量方法，其中StefanWiesner通过测量附着在人体腹部的多个块状标记物在彩色图像中色彩饱和度变化的方法测量呼吸，然而此方法只适用于卧姿，并且需要多个标记物辅助测量。Zhang和Shao分别利用不同的方法计算彩色图像中人体的细微运动变化从而测量呼吸，然而这两种方法需要复杂的计算与区域跟踪算法和昂贵的CCD相机，此外对于人体的细微运动十分敏感，容易产生较大的误差。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是为了解决现有技术问题，提供一种利用摄像头和球状标记物进行呼吸测量的方法。本专利技术的技术方案为：一种基于摄像头与球状标记物的呼吸测量方法，包括以下步骤：第一步，采集球状标记本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于摄像头与球状标记物的呼吸测量方法，其特征在于以下步骤：第一步，采集球状标记物图像1.1)将球状标记物贴附在人体胸腹部；1.2)调整摄像头位置，保证球状标记物位于成像区域内；1.3)打开摄像头，开始采集图像，采集时间为1分钟；第二步，求解该图像中球状标记物的圆形区域的半径2.1)利用球状标记物的颜色特征，通过图像中R,G,B颜色通道的差值进行球状标记物的区域提取，得到图像中球状标记物的圆形区域；圆形区域的提取公式如下：R‑G>threshold&R‑B>threshold其中，R,G,B为彩色图像的三种颜色通道；threshold为根据相机分辨率，光照条件所定义的阈值...

【技术特征摘要】
1.一种基于摄像头与球状标记物的呼吸测量方法，其特征在于以下步骤：第一步，采集球状标记物图像1.1)将球状标记物贴附在人体胸腹部；1.2)调整摄像头位置，保证球状标记物位于成像区域内；1.3)打开摄像头，开始采集图像，采集时间为1分钟；第二步，求解该图像中球状标记物的圆形区域的半径2.1)利用球状标记物的颜色特征，通过图像中R,G,B颜色通道的差值进行球状标记物的区域提取，得到图像中球状标记物的圆形区域；圆形区域的提取公式如下：R-G>threshold&R-B>threshold其中，R,G,B为彩色图像的三种颜色通道；threshold为根据相机分辨率，光照条件所定义的阈值；提取该圆形区域的轮廓，获得圆形区域轮廓点集坐标(Xi,Yi),i∈(1,2,3…N)，其中，X为点在图像内的横坐标，Y为点在图像内的纵坐标，N为圆形区域轮廓点集内点的数量；2.2)利用最小二乘法对提取到的圆形区域轮廓进行圆形拟合，计算得到该圆形区域的半径；第三步，通过连续多帧图像处理获得呼吸波形，利用傅里叶变换计算呼吸频率3.1)对连续多帧图像进行第二步所述的处理，获得随时间连续变化的圆形区域半径波形，且该随时间变化的圆形区域半径波形...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱天爽，张家成，马济通，刘诚，徐一平，吕丽明，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21