一种基于智能手机的非硬件依赖型脉象信息采集系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于智能手机的非硬件依赖型脉象采集系统，包括：脉象采集部分、脉象信息的分析与提取部分；所述采集部分利用手机摄像头贴紧皮肤拍摄视频来采集脉搏信号，其中拍摄的位置包含手腕桡动脉与食指指尖两处；所述信息采集的分析与提取包括将脉搏信号从拍摄的视频提取并分解，处理波形与信号融合；能够在不依赖专用的加压系统以及压力传感器等硬件设施的条件下实现一般脉诊仪同样的采集脉搏信号的功能，且具有处理与分析波形的算法，提高脉诊时操作的便携性同时得到更加完善的脉搏信号。

【技术实现步骤摘要】
一种基于智能手机的非硬件依赖型脉象信息采集系统和方法
本专利技术涉及一种基于智能手机的非硬件依赖型脉象信息采集系统和方法。
技术介绍
中医脉诊在我国是家喻户晓的中医学标志，它与望诊、问诊、闻诊合称为中医四诊。脉诊利用手指对人体桡动脉处施加压力，来感觉检测脉搏的“位、数、形、势”等特征，通过综合分析，判断脏腑的功能状态，为中医诊断提供有效信息。中医脉诊具有一定的主观性，素有“心中易了,指下难明”之说，所以，中医脉诊客观化是中医现代化中的研究热点。脉象仪是利用现代测量技术，模拟传统切脉方法获取脉象定量数据并进行分析的设备。不同领域的学者,运用各种技术和方法,研制出多种性能各异的脉象仪,包括MX-3C型、MX-811型、ZM-III型、MXY-1型、BYS-14型四导脉象仪、MTYA型脉图仪、YGJ医管家多功能辨证仪(整合脉象仪功能)等。Chen等(2015)提出利用线性激光定位和CMOS图象传感器获取脉搏信号(ChenYY,ChangRS,JwoKW,etal.ANon-ContactPulseAutomaticPositioningMea本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于智能手机的脉象信息采集系统，包括：/n脉象采集部分，包括：/n智能手机摄像头，用于贴紧待拍摄脉象视频的身体部位，开启闪光灯与摄像头进行拍摄，从而获取视频，/n录像控制部分，当手机摄像头贴紧皮肤时，开启闪光灯并对其亮度进行控制，同时开启录像功能，/n脉象信息视频分析与提取部分，对从第一部位拍摄的第一视频与从第二部位拍摄的第二视频进行信号处理，通过噪声过滤与数据融合等，得到单周期完整波形，/n脉象信息的分析与提取部分，包括：/n从视频进行信号提取的部分，用于把第一视频与第二视频按帧分解得到一系列的帧图片，并分析每张帧图片的R通道信息，得到未经处理的、包含多个脉搏周期的、包含噪声的脉搏信号，...

【技术特征摘要】
1.基于智能手机的脉象信息采集系统，包括：
脉象采集部分，包括：
智能手机摄像头，用于贴紧待拍摄脉象视频的身体部位，开启闪光灯与摄像头进行拍摄，从而获取视频，
录像控制部分，当手机摄像头贴紧皮肤时，开启闪光灯并对其亮度进行控制，同时开启录像功能，
脉象信息视频分析与提取部分，对从第一部位拍摄的第一视频与从第二部位拍摄的第二视频进行信号处理，通过噪声过滤与数据融合等，得到单周期完整波形，
脉象信息的分析与提取部分，包括：
从视频进行信号提取的部分，用于把第一视频与第二视频按帧分解得到一系列的帧图片，并分析每张帧图片的R通道信息，得到未经处理的、包含多个脉搏周期的、包含噪声的脉搏信号，以及
进行后续信号处理的部分，包括：
将脉搏信号按其幅值强弱等统计信息进行筛选从而分解为各个周期的完整信号集合的部分，
对每个周期的信号波形施加一个线性函数并进行归一化以消除零点漂移的影响的部分，
对处理后的每个周期信号进行线性插值以消除离散信号以及各周期的周期大小不严格相同的影响的部分，
完整波形获取部分，用于计算波形不同位点的样本值的均值方差，依据最小方差原则进行，对拍摄位置不同即脉搏信息来源不同的信号进行线性加权组合，最终得到一个经过去噪等信号处理的单个脉搏周期的完整波形。


2.根据权利要求1所述的基于智能手机的脉象信息采集系统，其特征在于：
所述将脉搏信号按其幅值强弱等统计信息进行筛选从而分解为各个周期的完整信号集合的部分包括：
计算幅值增量的部分，其按照：
dk+1＝Xk+1-Xk
计算幅值增量，其中Xk为视频第k帧图片R通道均值，表示脉搏信号强度，
选取帧序数的部分，其按照：
{k|argkdk＞Ed+2E[(d-Ed)2]}
选取帧序数k，
所述对每个周期的信号波形施加一个线性函数以消除零点漂移的影响的部分包括：
线性函数零点漂移消除部分，其根据



施加一个线性函数来消除零漂，其中Ti为一周期信号包含的帧数，l∈{1，2，...，Ti}，因此表示周期内的某一帧对应的信号强度，
归一化部分，其按照

其中(t∈[ti，ti+Ti])
进行归一化处理，使得各周期最大幅值一致，便于后续的信号处理。


3.根据权利要求1所述的基于智能手机的脉象信息采集系统，其特征在于：
对处理后的每个周期信号进行线性插值以消除离散信号以及各周期的周期大小不严格相同的影响的部分包括按照以下关系进行线性插值的部分：




其中(x∈[x0，x1))，






其中：
fi为第i个信号周期的离散函数，
fi的横坐标是时间，纵坐标为对应信号强度，
pi(x)为对应的线性插值函数，
x0，x1属于fi已知散点的横坐标集合，
{pfinger(x)}、{partery(x)}为线性插值函数p分别对不同位置采集信号插值后得到的周期信号幅值集合，
完整波形获取部分包括按照以下关系确定参数的部分：



pi＝Partery，i+α(Pfinger，i-Partery，i)，
其中：
DPfinger，i表示对于第一部位采集的脉搏信号，在经过上述处理并插值后得到的周期信号在时刻i的幅值集合的方差，
DPartery，i表示对于第二部位采集的脉搏信号，在经过上述处理并插值后得到的周期信号在时刻i的幅值集合的方差，
pi为最终处理得到的信号在时刻i的幅值大小。


4.根据权利要求1或3所述的基于智能手机的脉象信息采集系统，其特征在于：
第一部位是食指指尖处，
第二部位是桡动脉部位。

【专利技术属性】
技术研发人员：李梢，侯思宇，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11