一种生成光体积变化描记图法信号的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例涉及一种生成光体积变化描记图法信号的方法和装置，所述方法包括：对皮肤表面进行拍摄生成缓存片段视频数据；提取缓存片段视频数据的缓存片段帧图像；对缓存片段帧图像进行图像质量检测生成图像质量检测结果；当图像质量检测结果为达标图像时对缓存片段帧图像进行一维红、绿光源信号提取生成第一红、绿光数字信号；对第一红、绿光数字信号进行信号带通滤波预处理生成第二红、绿光数字信号；对第二红、绿光数字信号进行最大频差判断生成第一判断结果；当第一判断结果为达标信号时对第二红、绿光数字信号进行信噪比判断生成第二判断结果；当第二判断结果为达标信号时生成第一PPG信号。

A method and device for generating light volume change tracing signal

【技术实现步骤摘要】
一种生成光体积变化描记图法信号的方法和装置
本专利技术涉电生理信号处理
，特别涉及一种生成光体积变化描记图法信号的方法和装置。
技术介绍
人体当前的健康状态、激素水平、情绪状态乃至生活方式等因素都会影响心脏的工作状态。要获得心脏运动的轨迹数据，就需要对心脏运动进行监测和数据采集，传统的方法是通过使用心电图(electrocardiogram，ECG)监测技术来完成的。该方式需要将导联电极连接到身体多个部位来进行心电信号的采集，具体操作时，被监测对象需要静卧或者再日常生活中时刻佩戴多种接触式设备(心贴、心带等等)，对监测对象的行动与生活造成诸多不便。光体积变化描记图法(Photoplethysmography，PPG)，是借助光电手段在活体组织中检测血液容积变化的一种无创检测方法。在心脏搏动时，对血管内单位面积的血流量形成周期性变化，与之对应的血液体积也相应发生变化，从而导致反映血液吸收光量的PPG信号也呈现周期性变化趋势。PPG信号可以通过手指、耳朵等区域测量得到。通过PPG信号同样可以对心脏活动做一系列定向分析，且PPG方式相对ECG方式可以提高监测对象的体验舒适度。但在实际应用中，我们发现，当前的PPG信号采集装置和方式比较刻板：照射光源只采用单一的红光或者红外光居多，采集前端常见最多的是指夹、耳夹之类的定制机械设备，采集的数据需要经过特定传感器进行分析等等，诸如此类的问题都加大了上层医疗应用对PPG信号数据的获取难度。
技术实现思路
本专利技术的目的，就是针对现有技术的缺陷，提供一种生成光体积变化描记图法信号的方法和装置，使用移动终端对皮肤表面进行拍摄使得数据采集脱离了定制设备；使用视频录取方式并提供对录取视频的分析处理方法生成PPG信号使数据生成过程脱离了对特定传感器模块的依赖；对录取的视频提供远程备份机制并对远程的视频提供数据分析处理方法，提高了上层应用的数据共享度、有利于上层应用建立PPG大数据库。为实现上述目的，本专利技术实施例第一方面提供了一种生成光体积变化描记图法信号的方法，其特征在于，所述方法包括：移动终端对生物体局部皮肤表面进行连续采集拍摄操作，在所述连续采集拍摄操作的过程中，以预置的缓存片段时间阈值为片段长度对拍摄产生的视频数据进行连续视频片段缓存处理生成多个缓存片段视频数据；对所述缓存片段视频数据进行帧图像提取处理生成缓存片段帧图像序列，并根据预置的红光像素阈值范围对所述缓存片段帧图像序列的所有所述缓存片段帧图像进行图像质量检测生成图像质量检测结果；所述缓存片段帧图像序列包括多个缓存片段帧图像；当所述图像质量检测结果为达标图像标识时，根据所述红光像素阈值范围对所述缓存片段帧图像序列的所有所述缓存片段帧图像进行一维红光源信号提取处理生成第一红光数字信号，根据预置的绿光像素阈值范围对所述缓存片段帧图像序列的所有所述缓存片段帧图像进行一维绿光源信号提取处理生成第一绿光数字信号；根据预置的带通滤波频率阈值范围，对所述第一红光数字信号进行信号带通滤波预处理生成第二红光数字信号，对所述第一绿光数字信号进行信号带通滤波预处理生成第二绿光数字信号；对所述第二红光数字信号和所述第二绿光数字信号进行信号最大频差判断处理生成第一判断结果；当所述第一判断结果为达标信号标识时对所述第二红光数字信号和所述第二绿光数字信号进行信号信噪比判断处理生成第二判断结果；当所述第二判断结果为所述达标信号标识时对所述第二红光数字信号和所述第二绿光数字信号进行光体积变化描记图法PPG信号生成处理生成所述缓存片段视频数据的第一PPG信号。优选的，所述方法还包括：所述移动终端对所述第一PPG信号进行图形化转化处理生成当前片段PPG波形图像，并通过显示界面对所述当前片段PPG波形图像进行本地实时波形显示处理。优选的，所述方法还包括：在所述连续采集拍摄操作结束之后，所述移动终端将缓存的所有所述缓存片段视频数据按时间先后顺序进行视频拼接处理生成完整皮表视频数据，并将所述完整皮表视频数据向远程服务器发送；所述服务器对所述完整皮表视频数据进行帧图像提取处理生成完整皮表视频帧图像序列；所述完整皮表视频帧图像序列包括多个完整皮表视频帧图像；根据预置的服务器红光像素阈值范围对所述完整皮表视频帧图像序列的所有所述完整皮表视频帧图像进行一维红光源信号提取处理生成第一服务器红光数字信号；根据预置的服务器绿光像素阈值范围，对所述完整皮表视频帧图像序列的所有所述完整皮表视频帧图像进行一维绿光源信号提取处理生成第一服务器绿光数字信号；根据预置的服务器带通滤波频率阈值范围，对所述第一服务器红光数字信号进行信号带通滤波预处理生成第二服务器红光数字信号，对所述第一服务器绿光数字信号进行信号带通滤波预处理生成第二服务器绿光数字信号；对所述第二服务器红光数字信号和所述第二服务器绿光数字信号进行信号最大频差判断处理生成第一服务器判断结果；当所述第一服务器判断结果为所述达标信号标识时对所述第二服务器红光数字信号和所述第二服务器绿光数字信号进行信号信噪比判断处理生成第二服务器判断结果；当所述第二服务器判断结果为所述达标信号标识时对所述第二服务器红光数字信号和所述第二服务器绿光数字信号进行PPG信号生成处理生成所述完整皮表视频数据的第二PPG信号；所述服务器对所述第二PPG信号进行PPG数据文件转换处理生成完整皮表PPG数据文件，并将所述完整皮表视频数据和所述完整皮表PPG数据文件存储于医疗数据库。优选的，所述对所述缓存片段视频数据进行帧图像提取处理生成缓存片段帧图像序列，并根据预置的红光像素阈值范围对所述缓存片段帧图像序列的所有所述缓存片段帧图像进行图像质量检测生成图像质量检测结果，具体包括：对所述缓存片段视频数据，按预置的缓存片段帧数据长度依次进行数据段提取，并根据提取的多个数据段生成多个所述缓存片段帧图像，再将所有所述缓存片段帧图像按顺序进行排序生成所述缓存片段帧图像序列；按时间先后顺序，依次对所述缓存片段帧图像序列进行缓存片段帧图像提取处理生成当前缓存片段帧图像；在所述当前缓存片段帧图像中，对像素点的总数进行统计生成全像素点总数，对像素值在所述红光像素阈值范围内的像素点的总数进行统计生成红色像素点总数；根据所述红色像素点总数与所述全像素点总数的比值生成当前帧红色占比参数；根据预置的红色占比下限阈值对所述当前帧红色占比参数进行图像质量检测，在所述当前帧红色占比参数小于所述红色占比下限阈值时设置所述图像质量检测结果为不达标图像标识并停止对所述缓存片段帧图像序列进行缓存片段帧图像提取处理，在所述当前帧红色占比参数大于或等于所述红色占比下限阈值时设置所述图像质量检测结果为达标图像标识并继续对所述缓存片段帧图像序列进行缓存片段帧图像提取处理。优选的，所述当所述图像质量检测结果为达标图像标识时，根据所述红光像素阈值范围对所述缓存片段帧图像序列的所有所述缓存片段帧图像进行一维红光源信号提取处理生成第一红光数字信号，根据预置的绿光像素阈值范围对所述缓存片段帧图像序列的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种生成光体积变化描记图法信号的方法，其特征在于，所述方法包括：/n移动终端对生物体局部皮肤表面进行连续采集拍摄操作，在所述连续采集拍摄操作的过程中，以预置的缓存片段时间阈值为片段长度对拍摄产生的视频数据进行连续视频片段缓存处理生成多个缓存片段视频数据；/n对所述缓存片段视频数据进行帧图像提取处理生成缓存片段帧图像序列，并根据预置的红光像素阈值范围对所述缓存片段帧图像序列的所有所述缓存片段帧图像进行图像质量检测生成图像质量检测结果；所述缓存片段帧图像序列包括多个缓存片段帧图像；/n当所述图像质量检测结果为达标图像标识时，根据所述红光像素阈值范围对所述缓存片段帧图像序列的所有所述缓存片段帧图像进行一维红光源信号提取处理生成第一红光数字信号，根据预置的绿光像素阈值范围对所述缓存片段帧图像序列的所有所述缓存片段帧图像进行一维绿光源信号提取处理生成第一绿光数字信号；/n根据预置的带通滤波频率阈值范围，对所述第一红光数字信号进行信号带通滤波预处理生成第二红光数字信号，对所述第一绿光数字信号进行信号带通滤波预处理生成第二绿光数字信号；对所述第二红光数字信号和所述第二绿光数字信号进行信号最大频差判断处理生成第一判断结果；当所述第一判断结果为达标信号标识时对所述第二红光数字信号和所述第二绿光数字信号进行信号信噪比判断处理生成第二判断结果；当所述第二判断结果为所述达标信号标识时对所述第二红光数字信号和所述第二绿光数字信号进行光体积变化描记图法PPG信号生成处理生成所述缓存片段视频数据的第一PPG信号。/n...

【技术特征摘要】
1.一种生成光体积变化描记图法信号的方法，其特征在于，所述方法包括：
移动终端对生物体局部皮肤表面进行连续采集拍摄操作，在所述连续采集拍摄操作的过程中，以预置的缓存片段时间阈值为片段长度对拍摄产生的视频数据进行连续视频片段缓存处理生成多个缓存片段视频数据；
对所述缓存片段视频数据进行帧图像提取处理生成缓存片段帧图像序列，并根据预置的红光像素阈值范围对所述缓存片段帧图像序列的所有所述缓存片段帧图像进行图像质量检测生成图像质量检测结果；所述缓存片段帧图像序列包括多个缓存片段帧图像；
当所述图像质量检测结果为达标图像标识时，根据所述红光像素阈值范围对所述缓存片段帧图像序列的所有所述缓存片段帧图像进行一维红光源信号提取处理生成第一红光数字信号，根据预置的绿光像素阈值范围对所述缓存片段帧图像序列的所有所述缓存片段帧图像进行一维绿光源信号提取处理生成第一绿光数字信号；
根据预置的带通滤波频率阈值范围，对所述第一红光数字信号进行信号带通滤波预处理生成第二红光数字信号，对所述第一绿光数字信号进行信号带通滤波预处理生成第二绿光数字信号；对所述第二红光数字信号和所述第二绿光数字信号进行信号最大频差判断处理生成第一判断结果；当所述第一判断结果为达标信号标识时对所述第二红光数字信号和所述第二绿光数字信号进行信号信噪比判断处理生成第二判断结果；当所述第二判断结果为所述达标信号标识时对所述第二红光数字信号和所述第二绿光数字信号进行光体积变化描记图法PPG信号生成处理生成所述缓存片段视频数据的第一PPG信号。


2.根据权利要求1所述的生成光体积变化描记图法信号的方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述移动终端对所述第一PPG信号进行图形化转化处理生成当前片段PPG波形图像，并通过显示界面对所述当前片段PPG波形图像进行本地实时波形显示处理。


3.根据权利要求1所述的生成光体积变化描记图法信号的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在所述连续采集拍摄操作结束之后，所述移动终端将缓存的所有所述缓存片段视频数据按时间先后顺序进行视频拼接处理生成完整皮表视频数据，并将所述完整皮表视频数据向远程服务器发送；
所述服务器对所述完整皮表视频数据进行帧图像提取处理生成完整皮表视频帧图像序列；所述完整皮表视频帧图像序列包括多个完整皮表视频帧图像；
根据预置的服务器红光像素阈值范围对所述完整皮表视频帧图像序列的所有所述完整皮表视频帧图像进行一维红光源信号提取处理生成第一服务器红光数字信号；根据预置的服务器绿光像素阈值范围，对所述完整皮表视频帧图像序列的所有所述完整皮表视频帧图像进行一维绿光源信号提取处理生成第一服务器绿光数字信号；
根据预置的服务器带通滤波频率阈值范围，对所述第一服务器红光数字信号进行信号带通滤波预处理生成第二服务器红光数字信号，对所述第一服务器绿光数字信号进行信号带通滤波预处理生成第二服务器绿光数字信号；对所述第二服务器红光数字信号和所述第二服务器绿光数字信号进行信号最大频差判断处理生成第一服务器判断结果；当所述第一服务器判断结果为所述达标信号标识时对所述第二服务器红光数字信号和所述第二服务器绿光数字信号进行信号信噪比判断处理生成第二服务器判断结果；当所述第二服务器判断结果为所述达标信号标识时对所述第二服务器红光数字信号和所述第二服务器绿光数字信号进行PPG信号生成处理生成所述完整皮表视频数据的第二PPG信号；
所述服务器对所述第二PPG信号进行PPG数据文件转换处理生成完整皮表PPG数据文件，并将所述完整皮表视频数据和所述完整皮表PPG数据文件存储于医疗数据库。


4.根据权利要求1所述的生成光体积变化描记图法信号的方法，其特征在于，所述对所述缓存片段视频数据进行帧图像提取处理生成缓存片段帧图像序列，并根据预置的红光像素阈值范围对所述缓存片段帧图像序列的所有所述缓存片段帧图像进行图像质量检测生成图像质量检测结果，具体包括：
对所述缓存片段视频数据，按预置的缓存片段帧数据长度依次进行数据段提取，并根据提取的多个数据段生成多个所述缓存片段帧图像，再将所有所述缓存片段帧图像按顺序进行排序生成所述缓存片段帧图像序列；
按时间先后顺序，依次对所述缓存片段帧图像序列进行缓存片段帧图像提取处理生成当前缓存片段帧图像；在所述当前缓存片段帧图像中，对像素点的总数进行统计生成全像素点总数，对像素值在所述红光像素阈值范围内的像素点的总数进行统计生成红色像素点总数；根据所述红色像素点总数与所述全像素点总数的比值生成当前帧红色占比参数；根据预置的红色占比下限阈值对所述当前帧红色占比参数进行图像质量检测，在所述当前帧红色占比参数小于所述红色占比下限阈值时设置所述图像质量检测结果为不达标图像标识并停止对所述缓存片段帧图像序列进行缓存片段帧图像提取处理，在所述当前帧红色占比参数大于或等于所述红色占比下限阈值时设置所述图像质量检测结果为达标图像标识并继续对所述缓存片段帧图像序列进行缓存片段帧图像提取处理。


5.根据权利要求1所述的生成光体积变化描记图法信号的方法，其特征在于，所述当所述图像质量检测结果为达标图像标识时，根据所述红光像素阈值范围对所述缓存片段帧图像序列的所有所述缓存片段帧图像进行一维红光源信号提取处理生成第一红光数字信号，根据预置的绿光像素阈值范围对所述缓存片段帧图像序列的所有所述缓存片段帧图像进行一维绿光源信号提取处理生成第一绿光数字信号，具体包括：
步骤51，当所述图像质量检测结果为所述达标图像标识时，初始化所述第一红光数字信号为空，初始化所述第一绿光数字信号为空，初始化第一索引的值为1，初始化第一总数为所述缓存片段帧图像序列的缓存片段帧图像总数；
步骤52，设置第一索引帧图像为所述缓存片段帧图像序列中与所述第一索引对应的所述缓存片段帧图像；
步骤53，在所述第一索引帧图像中统计所有满足所述红光像素阈值范围的像素点生成红色像素点集合，统计所述红色像素点集合中包括的像素点总和生成红色点总数，对所述红色像素点集合的所有像素点的像素值进行求和计算生成红色...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴泽剑，王斌，王思翰，曹君，
申请(专利权)人：乐普北京医疗器械股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11