一种基于计算机视觉的非接触式呼吸检测方法技术

本发明专利技术涉及一种基于计算机视觉的非接触式呼吸检测方法，包括、采集视频图像，划分出视频图像中包含人体胸腹部的ROI区域，计算出ROI区域的面积S1；将ROI区域内的图像进行语义分割，计算出人体胸腹部轮廓包含的图像面积S2。首先使用OTSU算法将对图像二值化处理；然后进行开运算，即先腐蚀后膨胀，用于消除面积较小的白色区域；再对处理后的图像进行闭运算，即先膨胀后腐蚀，用于排除小型黑色区域。完成以上处理后，如果连通域个数为1时，计算出该连通域面积S2，即人体胸腹部包含的语区面积；如果连通域个数≥2时，计算最大的连通域面积，记为S2；然后计算出S2与ROI区域的面积S1的比值K，即K＝S2/S1。。

【技术实现步骤摘要】
一种基于计算机视觉的非接触式呼吸检测方法


[0001]本专利技术涉及呼吸检测方法，具体涉及一种基于计算机视觉检测人体呼吸的非接触式方法，适用于特殊人群如新生儿、大面积烧伤患者以及瘫痪患者等。

技术介绍

[0002]呼吸是最重要的人体生命体征之一，临床对于呼吸频率及呼吸异常状态的检测主要以接触方式为主，即在患者胸廓表面贴附心电电极，通过监护仪测量呼吸运动时被测量导联之间阻抗的变化来换算出呼吸频率。
[0003]这种接触式的检测方法存在一定的缺点，尤其是针对特殊人群，如新生儿的皮肤发育不完善，表皮和真皮之间连接较为松散，在皮肤表面贴附电极会对新生儿的皮肤造成损伤和破坏；另外，大面积烧伤患者也不宜采用与皮肤接触的传感器或电极对其进行呼吸检测。不仅如此，在家庭监护中使瘫痪病人摆脱心电电极和导联线的束缚也具有很强的必要性。
[0004]非接触式呼吸检测方法包括雷达探测式、热成像式、压力式、视频式。其中雷达探测式方法容易受到不规则反射干扰；热成像式分辨细节能力较差；压力式检测主要以床垫的形式，不适用于多人检测；基于视频图像的检测方法，目前主本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于计算机视觉的非接触式呼吸检测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、采集视频图像，划分出视频图像中包含人体胸腹部的ROI区域，计算出ROI区域的面积S1；将ROI区域内的图像进行语义分割，计算出人体胸腹部轮廓包含的图像面积S2；步骤2、计算人体胸腹部轮廓包含的图像面积S2与ROI区域的面积S1的比值K，即K＝S2/S1；步骤3，对连续多帧图像进行步骤1至步骤2处理，获得K随时间连续变化的波形，该波形可代表人体的呼吸波形；步骤4，对步骤1获得的波形进行滤波处理，滤除高频干扰信号，保留呼吸运动产生的信号。步骤5，对过滤后的信号进行呼吸频率计算；步骤6，计算得到呼吸频率后，根据不同人群各自的标准判断是否存在呼吸过速或呼吸过缓；步骤7，当出现“呼吸过缓”时，即进入此计算模式。2.根据权利要求1所述的一种基于计算机视觉的非接触式呼吸检测方法，其特征在于，所述步骤2具体包括以下内容：首先使用OTSU算法将对图像二值化处理；然后进行开运算，即先腐蚀后膨胀，用于消除面积较小的白色区域；再对处理后的图像进行闭运算，即先膨胀后腐蚀，用于排除小型黑色区域。完成以上处理后，如果连通域个数为1时，计算出该连通域面积S2，即人体胸腹部包含的语区面积；如果连通域个数≥2时，计算最大的连通域面积，记为S2；然后计算出S2与ROI区域的面积S1的比值K，即K＝S2/S1。3.根据权利要求1所述的一种基于计算机视觉的非接触式呼吸检测方法，其特征在于，步骤5所述的呼吸频率计算方式包括以下内容：使用峰值检测法计算出波峰和波谷，针对一段时间t1秒内，如果检测到W个峰值，分别为P1，P2,
……
，P
W
，并记录各个波峰和波谷对应的时间为T
P1
，T
P2
，
……
，T
PW
。则呼吸频率Resp(单位：次/分钟)的计算公式为：4.根据权利要求1所述的一种基于计算机视觉的非接触式呼吸检测方法，其特征在于，步骤7所述的呼吸过缓：可通过以下公式来判断是否发生呼吸暂停，其中f1、f2、f3为中间过程参数，其取值与N和M有关。针对一段时间t2秒内，如果检测到N个峰值和M个谷值，分别为P1，P2,
……
，P
N
和G1，G2,
……
，G
M
；并记录各个波峰和波谷对应的时间为T
P1
，T...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤福南，羊月祺，管亚飞，张可，竺明月，刘志鹏，汪缨，张晖，
申请(专利权)人：江苏省人民医院南京医科大学第一附属医院，
类型：发明
国别省市：