一种基于人体模型识别的医疗辅助系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于人体模型识别的医疗辅助系统，包括影像采集模块、影像接收模块、模型生成模块、总控模块与辅助模块；所述影像采集模块用于采集病患人体影像信息，所述影像接收模块用于接收病患人体影像信息，并将病患人体影像信息发送到模型生成骨架模块，所述骨架模型生成后总控模块控制辅助模块生成医疗辅助数据；所述影像采集模块采集病患人体影像信息时进行了骨骼跟踪，骨骼跟踪要经历获取深度图像、发现人体、识别人体部位、识别人体关节四个阶段最终才能形成骨架模型，完成骨骼识别过程，所述深度图像包括站在机器前的人物及其场景。本发明专利技术能够通过进行人体模型识别减少医生在医疗诊断中的工作量，更加值得推广使用。更加值得推广使用。更加值得推广使用。

【技术实现步骤摘要】
一种基于人体模型识别的医疗辅助系统


[0001]本专利技术涉及医疗辅助领域，具体涉及一种基于人体模型识别的医疗辅助系统。

技术介绍

[0002]人体识别是近些年来的研究热点，被广泛运用在人机智能交互、虚拟现实和智能监控等领域。在医疗康复领域，使用现有的机器人辅助康复成本高、代价大且需要指定康复地点，而传统的人工康复又出现供不应求的现象。利用动作识别技术的进行医疗辅助成为大势所趋，它通过患者完成指定动作进行病情信息获取，在进行该医生镜进行医疗诊断时即使用到医疗辅助系统件辅助数据采集。
[0003]现有的医疗辅助统，在使用过程中起到的辅助作用较小，没有有效减少医生工作量，给该系统的使用带来了一定影响，因此，提出一种基于人体模型识别的医疗辅助系统。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题在于：如何解决现有的医疗辅助统，在使用过程中起到的辅助作用较小，没有有效减少医生工作量，给该系统的使用带来了一定影响的问题，提供了一种基于人体模型识别的医疗辅助系统。
[0005]本专利技术是通过以下技术方案解决上述技术问题的，本专利技术包括影像采集模块、影像接收模块、模型生成模块、总控模块与辅助模块；
[0006]所述影像采集模块用于采集病患人体影像信息，所述影像接收模块用于接收病患人体影像信息，并将病患人体影像信息发送到模型生成骨架模块，所述骨架模型生成后总控模块控制辅助模块生成医疗辅助数据；
[0007]所述影像采集模块采集病患人体影像信息时进行了骨骼跟踪，骨骼跟踪要经历获取深度图像、发现人体、识别人体部位、识别人体关节四个阶段最终才能形成骨架模型，完成骨骼识别过程，所述深度图像包括站在机器前的人物及其场景，通过人物与环境的分割发现人物，用“像素级”的分析推测出人体的每个部位，再识别每个部位的关节，先局部再整体，最终形成人体骨骼模型。
[0008]优选的，所述辅助模块在进行病情信息获取时需要进行动作识别，识别出两个动作是否是同一动作，比较这两个动作的特征表示，利用得到的人体骨骼模型的预设数量的关节点，常用的动作表示有关节点角度、关节点向量方向角度和骨骼节点位置差。
[0009]优选的，所述关节点角度位置差的具体处理过程如下：选取人体骨骼模型中的左肩关节p4、肘关节p6和腕关节p8，设三个关节点在三维坐标中的坐标为 p4(x4,y4,z4),p6(x6,y6,z6),p8(x8,y8,z8)，那么，关节点p4、p6、p8的角度θ可表示为其中，p6p4＝(x
4-x6,y
4-y6,z
4-z6)，p6p8＝ (x
8-x6,y
8-y6,z
8-z6)，得到关节角度后，可通过比较每个关节的最大角度确定关节的可动性，进而进行动作的相似性分析，以关节点角度为特征表示，通过比较肩关节、肘关节、髋关节、膝关节等设定的最大(小)角度和实验中最大
(小)角度，来判定病患疾病程度，设置了关节点角度的判断条件，包括两个关节点的名称、关节点角度、关节点角度阈值和权重，同时一个动作可赋予多组条件进行确定。
[0010]优选的，所述关节点角度的具体处理过程如下：选定肘关节p6和腕关节p8做关节点向量p8p6，该向量会与X轴、Y轴、Z轴产生夹角α、β、γ，用此角度可确定这段关节的空间位置，该关节点向量可表示为p8p6＝(x
6-x8)i+ (y
6-y8)j+(z
6-z8)k，向量方向角度可表示为：
[0011]与X轴的夹角：
[0012]与Y轴的夹角：
[0013]与Z轴的夹角：
[0014]通过关节点角度的变化来对病患进行数据获取。
[0015]优选的，所述骨骼节点位置差的具体处理过程如下：建立归一化坐标体系的第一步是找参考关节点，将参考关节点作为坐标原点，然后对选定某一关节作为归一化关节参考，对全身关节进行归一化，若选定关节点p
11
作为参考关节点，关节点p2到p
11
的这段关节长度作为归一化参考，则其余关节点可表示为
[0016]x
′
i
＝x
i-x
11
ꢀꢀꢀꢀꢀ
1≤i≤20
[0017]y
′
j
＝y
j-y
11
ꢀꢀꢀ
1≤j≤20
[0018]z
′
k
＝z
k-z
11
ꢀꢀꢀꢀꢀ
1≤k≤20
[0019]由此可得20个关节点的新的位置坐标(x
′
,y
′
,z
′
),关节点空间位置差为 D＝(x
′1,y
′1,z
′1,
…
,x
′
20
,y
′
20
,z
′
20
)，关节点p2到p
11
的这段关节长度可表示为
[0020][0021]则归一后的骨骼关节点可表示为这样就做到了骨骼关节点的标准化，对骨骼关节点的变化进行分析来判定病患的并且程度。
[0022]优选的，所述模型生成模块在生产模型时同时得到关节点，所述关节点中有预设数量的特征点，关节点从人体骨骼的头部到脚的编号为，特征向量分为上身部分的结构特征向量、下身部分的结构特征向量和躯干部分的结构特征向量。
[0023]优选的，所述上身部分的结构具体如下：
[0024]上身部分的结构特征向量主要指胳膊手臂的向量，以手臂延伸的方向做向量，共得预设数量个向量，人体上身的结构可完成由手臂伸屈的动作，如手臂弯曲、手臂上举、手臂前后摆动、双手叉腰、耸肩等,主要依靠左右肩膀、左右肘、左右腕、左右手的关节点来实现的，以下是上身部分的特征向量：
[0025]Shoulder_Left＝P2P3ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
Shoulder_Right＝P2P4；
[0026]Upper Arm_Left＝P3P5ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
Upper Arm_Right＝P4P6；
[0027]Lower Arm_Left＝P5P7ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
Lower Arm_Right＝P6P8；
[0028]Hand_Left＝P7P9ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
Han_Right＝P8P
10
。
[0029]优选的，所述下身部分的结构特征向量具体入下：
[0030]下身部分的结构特征向量主要指腿脚的向量，以腿延伸的方向做向量，共得8个向
量，人体下身的结构可完成由腿脚弯曲的动作，如大腿上抬、腿的前后伸展、左右伸展等,主要依靠左右跨部、左右膝盖、左右脚的关节点来实现，以下是下身部分的特征向量：
[0031]Hip_Left＝P
12
P
13
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于人体模型识别的医疗辅助系统，其特征在于，包括影像采集模块、影像接收模块、模型生成模块、总控模块与辅助模块；所述影像采集模块用于采集病患人体影像信息，所述影像接收模块用于接收病患人体影像信息，并将病患人体影像信息发送到模型生成骨架模块，所述骨架模型生成后总控模块控制辅助模块生成医疗辅助数据；所述影像采集模块采集病患人体影像信息时进行了骨骼跟踪，骨骼跟踪要经历获取深度图像、发现人体、识别人体部位、识别人体关节四个阶段最终才能形成骨架模型，完成骨骼识别过程，所述深度图像包括站在机器前的人物及其场景，通过人物与环境的分割发现人物，用“像素级”的分析推测出人体的每个部位，再识别每个部位的关节，先局部再整体，最终形成人体骨骼模型。2.根据权利要求1所述的一种基于人体模型识别的医疗辅助系统，其特征在于：所述辅助模块在进行病情信息获取时需要进行动作识别，识别出两个动作是否是同一动作，比较这两个动作的特征表示，利用得到的人体骨骼模型的预设数量的关节点，常用的动作表示有关节点角度、关节点向量方向角度和骨骼节点位置差。3.根据权利要求1所述的一种基于人体模型识别的医疗辅助系统，其特征在于：所述关节点角度位置差的具体处理过程如下：选取人体骨骼模型中的左肩关节p4、肘关节p6和腕关节p8，设三个关节点在三维坐标中的坐标为p4(x4，y4，z4)，p6(x6，y6，z6)，p8(x8，y8，z8)，那么，关节点p4、p6、p8的角度θ可表示为其中，p6p4＝(x
4-x6，y
4-y6，z
4-z6)，p6p8＝(x
8-x6，y
8-y6，z
8-z6)，得到关节角度后，可通过比较每个关节的最大角度确定关节的可动性，进而进行动作的相似性分析，以关节点角度为特征表示，通过比较肩关节、肘关节、髋关节、膝关节等设定的最大(小)角度和实验中最大小角度，来判定病患疾病程度，设置了关节点角度的判断条件，包括两个关节点的名称、关节点角度、关节点角度阈值和权重，同时一个动作可赋予多组条件进行确定。4.根据权利要求1所述的一种基于人体模型识别的医疗辅助系统，其特征在于：所述关节点角度的具体处理过程如下：选定肘关节p6和腕关节p8做关节点向量p8p6，该向量会与X轴、Y轴、Z轴产生夹角α、β、γ，用此角度可确定这段关节的空间位置，该关节点向量可表示为p8p6＝(x
6-x8)i+(y
6-y8)j+(z
6-z8)k，向量方向角度可表示为：与X轴的夹角：与Y轴的夹角：与Z轴的夹角：通过关节点角度的变化来对病患进行数据获取。5.根据权利要求1所述的一种基于人体模型识别的医疗辅助系统，其特征在于：所述骨骼节点位置差的具体处理过程如下：建立归一化坐标体系的第一步是找参考关节点，将参考关节点作为坐标原点，然后对选定某一关节作为归一化关节参考，对全身关节进行归一化，若选定关节点p
11
作为参考关节点，关节点p2到p
11
的这段关节长度作为归一化参考，则其
余关节点可表示为x
′
i
＝x
i-x
11 1≤i≤20y
′
j
＝y
j-y
11 1≤j≤20z
′
k
＝z
k-z
11 1≤k≤20由此可得20个关节点的新的位置坐标(x
′
，y
′
，z
′
)，关节点空间位置差为D＝(x
′1，y
′1，z
′...

【专利技术属性】
技术研发人员：李锋刚，
申请(专利权)人：安徽动感智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：