一种咽拭子采样有效性检测方法及自助式咽拭子采样方法技术

本发明专利技术提供一种咽拭子采样有效性检测方法及自助式咽拭子采样方法，其中，前者包括以下步骤：通过摄像机实时采集被采样人员的口腔视频数据；识别出所述口腔视频数据中用于咽拭子采样的器官特征，并作为咽拭子采样靶点；令被采样人员自行进行咽拭子采样，在所述口腔视频数据中识别和跟踪咽拭子棉签的头部；当所述头部和所述咽拭子采样靶点在口腔内的深度在设定阈值范围内，同时所述头部和咽拭子采样轨迹重合，则判定咽拭子棉签在咽拭子采样靶点上擦拭成功，则认为咽拭子采样成功。被采样人员可以根据示教内容对自己进行咽拭子采样，避免使用价格昂贵的机械手，咽拭子采样的合格率高，便于推广。便于推广。便于推广。

【技术实现步骤摘要】
一种咽拭子采样有效性检测方法及自助式咽拭子采样方法


[0001]本专利技术涉及咽拭子采样技术，具体涉及一种咽拭子采样有效性检测方法及自助式咽拭子采样方法。

技术介绍

[0002]在目前咽拭子采样进程中，通常情况下，一个咽拭子采样点需配备三名以上医护人员，实现扫码、消毒、采样等作业功能。对一个普通小区进行全员咽拭子采样则需要配备大量的医护人员、安保人员、后勤人员，亦需要大量的物资准备。医护人员大量的重复性劳动，导致大量的人力物力资源消耗。常态化疫情防控下需按规定频次定期进行咽拭子采样，咽拭子采样常态化后，需有效防止病毒传播，节省人力物力。
[0003]为代替人工进行咽拭子采样，CN202010697547.7 一种用于咽拭子采样采样的机器人，在采样过程中，通过机械手对被采用人员进行咽拭子采样，机械手价格昂贵，且采样时易对被采样人员的口腔造成损伤。而在采样过程中，被采样人员需要在医生的指导下才能完成咽拭子采样，该方案只是减轻了医护人员的劳动强度，但是还是需要一个医护人员在现场对每个被采样人员进行指导，可见，每台设备均需配备一位医护人员，依然消耗人力成本。
[0004]CN 215129085 U一种自助咽拭子取样设备，包括舱室、密封舱门、控制系统和与所述控制系统连接的摄像监控系统和显示器，所述摄像监控系统包括口腔监测摄像头；所述密封舱门连接于所述舱室，所述舱室与所述密封舱门闭合时形成一密闭的取样空间；所述口腔监测摄像头设置于所述取样空间内用于拍摄被取样者的口腔影像，所述口腔监测摄像头连接所述显示器用于向所述显示器传输口腔影像信息；所述显示器安装于所述舱室，所述显示器的显示屏用于向所述取样空间展示所述口腔影像信息。采用上述设置结构时，人工后台处理系统的医务人员可远程观察口腔影像，医务人员能够在观察口腔影像后通过对讲设备来与被取样者及时沟通指导，完成取样。这种方式，个人盲目采样缺乏有效性，医务人员指导则又效率低。另外，其说明书第0058段中公开了有关视频示教的技术手段“能自动识别口腔影像信息的电脑具有专门开发的用于识别会咽部图像的程序，能够自行识别判断咽拭子的拭子头是否与相应部位充分接触，用以判断被取样者的取样结果是否合格并提供必要的指导。”，但是并没有公开其实现该目的的具体方法。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中的问题，本专利技术提供一种咽拭子采样有效性检测方法及自助式咽拭子采样方法，目的在于实现被采样人员的自助式咽拭子采样，降低咽拭子采样的成本，咽拭子采样的合格率高，便于推广和使用；并咽拭子采样有效性进行检测及对被测采样人员进行视频示教，提高咽拭子采样的效率。
[0006]一种咽拭子采样有效性检测方法，包括以下步骤：步骤1：通过摄像机实时采集被采样人员的口腔视频数据；
步骤2：识别出所述口腔视频数据中用于咽拭子采样的器官特征，并作为咽拭子采样靶点；步骤3：令被采样人员自行进行咽拭子采样，在所述口腔视频数据中识别和跟踪咽拭子棉签的头部；步骤4：当所述头部和所述咽拭子采样靶点在口腔内的深度在设定阈值范围内，同时所述头部和咽拭子采样轨迹重合，则判定咽拭子棉签在咽拭子采样靶点上擦拭成功，则认为咽拭子采样成功，否则执行步骤3。
[0007]进一步：所述器官特征包括悬雍垂外形特征、左扁桃体外形特征和右扁桃体外形特征，将所述器官特征作为咽拭子采样靶点目标，通过目标识别算法构建咽拭子采样靶点目标识别网络，初始化咽拭子采样靶点目标识别网络的参数，输入咽拭子采样靶点目标的数据集并对所述咽拭子采样靶点目标识别网络进行参数训练；所述控制器通过所述咽拭子采样靶点目标识别网络识别所述器官特征。
[0008]进一步：通过所述咽拭子采样靶点目标识别网络识别所述口腔视频数据中咽拭子采样靶点目标，咽拭子采样靶点目标为视频数据中的器官特征，并在所述显示器的画面内标识出覆盖所述器官特征的目标框，将所述目标框的中心点作为咽拭子采样靶点，并将通过所述咽拭子采样靶点的轨迹作为所述咽拭子采样轨迹。
[0009]进一步：判定所述头部和所述咽拭子采样靶点在口腔内的深度在设定阈值范围内的过程为，通过最大外接矩阵计算得到所述口腔视频数据中所述头部的第一最大外接轮廓框，通过最小外接矩形函数计算得到所述第一最大外接轮廓框内所述头部的最小外接矩形的宽度，并将该宽度记为P，所述摄像机距离所述头部的距离为，；通过最大外接矩阵计算得到所述口腔视频数据中所述咽拭子采样靶点的第二最大外接轮廓框，通过最小外接矩形函数计算得到所述第二最大外接轮廓框内所述咽拭子采样靶点的最小外接矩形的宽度，并将该宽度记为，所述摄像机距离所述咽拭子采样靶点的距离为，；其中，F为所述摄像机的焦距，W为所述头部的实际宽度，为所述咽拭子采样靶点的实际宽度；当和之间的差值在设定范围内，则判定头部与咽拭子采样靶点接触。
[0010]进一步：采集医护人员进行咽拭子采样时的P值并组成数据集，计算并保存该数据集的平均值A，当被采样人员进行咽拭子采样时的P值小于该平均值A时，认为该P值有效并用于所述D值的计算，否则重新计算P值。
[0011]进一步：所述为悬雍垂外形特征、左扁桃体外形特征和右扁桃体外形特征三者与所述摄像机的距离的平均值。
[0012]进一步：在计算所述第一最大外接轮廓框和第二最大外接轮廓框之前，先将所述口腔视频数据进行阈值处理并得到二值图像。
[0013]进一步：结合所述器官特征之间的相对位置关系构建器官特征之间的空间语义关系，通过所述空间语义关系计算得到被遮挡的所述器官特征。
[0014]进一步：在所述摄像机的下侧固定安装有激光测距仪，通过该激光测距仪测得人脸嘴唇下部到所述摄像机的距离M，根据实验人员采样时的舒适性和所述口腔视频数据的清晰度通过实验得到距离M的标准区间，并在被采样人员采样时指导被采样人员移动至所
述标准区间内。
[0015]一种自助式咽拭子采样方法，包括以下步骤：步骤1：通过扫描器获取被采样人员的身份信息；步骤2：通过咽拭子棉签供应装置为被采样人员供应咽拭子棉签；步骤3：通过摄像机实时采集被采样人员的口腔视频数据并通过显示器显示；步骤4：识别出所述口腔视频数据中用于咽拭子采样的器官特征，在显示器的画面内示意关于所述器官特征的咽拭子采样靶点和咽拭子采样轨迹；步骤5：当被采样人员根据所述咽拭子采样靶点和咽拭子采样轨迹自行进行咽拭子采样时，通过所述口腔视频数据识别和跟踪咽拭子棉签的头部，当所述头部和所述咽拭子采样靶点在口腔内的深度在设定阈值范围内，同时所述头部和咽拭子采样轨迹重合，则判定咽拭子棉签在咽拭子采样靶点上擦拭成功并进行下一步骤，否则重复步骤5；步骤6：通过咽拭子棉签收集装置收集被采用人员的咽拭子棉签。
[0016]本专利技术的有益效果：一种咽拭子采样有效性检测方法，通过摄像机实时采集被采样人员进行咽拭子采样时的口腔内视频数据，并对口腔内视频数据内咽拭子棉签头部进行识别和跟踪，通过深度信息和运动轨迹判断咽拭子棉签的头部是否成功的擦拭咽拭子采样靶点，从而辅助被采样人员实现自助式咽拭子采样，避免使用人工本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种咽拭子采样有效性检测方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：通过摄像机实时采集被采样人员的口腔视频数据；步骤2：识别出所述口腔视频数据中用于咽拭子采样的器官特征，并作为咽拭子采样靶点；步骤3：令被采样人员自行进行咽拭子采样，在所述口腔视频数据中识别和跟踪咽拭子棉签的头部；步骤4：当所述头部和所述咽拭子采样靶点在口腔内的深度在设定阈值范围内，同时所述头部和咽拭子采样轨迹重合，则判定咽拭子棉签在咽拭子采样靶点上擦拭成功，则认为咽拭子采样成功，否则执行步骤3。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述器官特征包括悬雍垂外形特征、左扁桃体外形特征和右扁桃体外形特征，将所述器官特征作为咽拭子采样靶点目标，通过目标识别算法构建咽拭子采样靶点目标识别网络，初始化咽拭子采样靶点目标识别网络的参数，输入咽拭子采样靶点目标的数据集并对所述咽拭子采样靶点目标识别网络进行参数训练；所述控制器通过所述咽拭子采样靶点目标识别网络识别所述器官特征。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：通过所述咽拭子采样靶点目标识别网络识别所述口腔视频数据中咽拭子采样靶点目标，并在所述显示器的画面内标识出覆盖所述器官特征的目标框，将所述目标框的中心点作为咽拭子采样靶点，并将通过所述咽拭子采样靶点的轨迹作为所述咽拭子采样轨迹。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：判定所述头部和所述咽拭子采样靶点在口腔内的深度在设定阈值范围内的过程为，通过最大外接矩阵计算得到所述口腔视频数据中所述头部的第一最大外接轮廓框，通过最小外接矩形函数计算得到所述第一最大外接轮廓框内所述头部的最小外接矩形的宽度，并将该宽度记为P，所述摄像机距离所述头部的距离为，；通过最大外接矩阵计算得到所述口腔视频数据中所述咽拭子采样靶点的第二最大外接轮廓框，通过最小外接矩形函数计算得到所述第二最大外接轮廓框内所述咽拭子采样靶点的最小外接矩形的宽度，并将该宽度记为，所述摄像机距离所述咽拭子采样靶点的距离为，；其中，F为所述摄像机的焦距，W为所述头部的实际宽度，为所述咽拭子采样靶点的实...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡磊，秦晓晨，王效朋，牛涵闻，
申请(专利权)人：河南科技学院，
类型：发明
国别省市：