一种呼吸防护训练评估系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种呼吸防护训练评估系统及方法，涉及图像处理技术领域。系统包括：图像采集装置、无线基站和综合分析管理单元，所述图像采集装置，用于获取试验场上参试人员两个以上序列图像并通过基站发送给综合分析管理单元；综合分析管理单元包括显示装置、第一三维造型生成装置、尺寸获取装置、第二三维造型校正装置和人体参数确定装置，人体参数确定装置用于根据单位时间第二三维造型的收扩变化次数确定参试人员的呼吸频率。本发明专利技术提供的系统和方法通过图像处理就可以确定运动中参试人员的呼吸频率。人员的呼吸频率。人员的呼吸频率。

【技术实现步骤摘要】
一种呼吸防护训练评估系统及方法


[0001]本专利技术涉及图像处理
，具体涉及一种呼吸防护训练评估系统及方法。

技术介绍

[0002]呼吸频率测量主要通过 视 诊，观察被检者呼吸时胸部的起伏次数来测量的。现有技术中并未报导参试人员在跑步状态时如何测量其呼吸频率。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供一种呼吸防护训练评估系统及方法，通过通过图像处理就可以远程确定参试人员的运动状态时的呼吸频率。
[0004]为实现所述专利技术目的，本专利技术一方面提供一种呼吸防护训练评估系统，其包括：图像采集装置、无线基站和综合分析管理单元，所述图像采集装置，用于获取试验场上参试人员两个以上序列图像并通过基站发送给综合分析管理单元；综合分析管理单元包括显示装置、第一三维造型生成装置、尺寸获取装置、第二三维造型校正装置和运动参数确定装置，其中，显示装置包括显示屏，显示屏用于显示被界限框分割成的第一显示区域和第二显示区域，第一显示区域位于显示屏上的界限框所围区域以外，用于显示将图像采集装置获取到的图像进行第一三维造型生成处理后获得的第一三维造型；第二显示区域位于显示屏上的界限框所围区域以内，用于显示将界限框内的第一三维造型进行第二三维造型校正处理后获得的第二三维造型；第一三维造型生成装置，用于根据图像采集装置所获的参试人员的第一序列图像和第二序列图像生成第一三维造型；尺寸获取装置，用于获取参试人员的不同语义部位的尺寸数据；第二三维造型校正装置，用于根据尺寸获取装置所获的尺寸数据获得参试人员点云，将界限框内的第一三维造型与参试人员点云进行匹配，生成校正后的与参试人员实际形体相对应的第二三维造型，以及运动参数确定装置，其包括呼吸频率计算单元，呼吸频率计算单元用于根据单位时间第二三维造型的收扩变化次数确定参试人员的呼吸频率为实现所述专利技术目的，本专利技术另一方面提供一种利用是述的呼吸防护训练评估系统进行评估的方法。
[0005]本专利技术提供的呼吸防护训练评估系统及方法，具有如下优点：通过图像处理就可以远程确定参试人员的呼吸频率。
附图说明
[0006]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式中的技术方案，下面将对具体实施方式描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实
施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0007]图1为本专利技术实施例1提供的呼吸防护训练评估系统原理框图；图2为本专利技术实施例1中第一三维造型生成装置的一个具体示例的原理框图；图3为本专利技术实施例1中第二三维造型校正装置的一个具体示例的原理框图。
实施方式
[0008]下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0009]在本专利技术的描述中，需要说明的是，本文所用的术语仅用于描述特定实施例的目的，而并非旨在限制本专利技术。除非上下文明确指出，否则如本文中所使用的单数形式“一”、“一个”和“该”等意图也包括复数形式。使用“包括”和/或“包含”等术语时，是意图说明存在该特征、整数、步骤、操作、元素和/或组件，而不排除一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元素、组件、和/或其他组合的存在或增加。术语“和/或”包括一个或多个相关列出项目的任何和所有组合。术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通；可以是无线连接，也可以是有线连接。
[0010]此外，下面所描述的本专利技术不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
实施例
[0011]本实施例提供一种呼吸防护训练评估系统，如图1所示，所述系统包括图像采集装置2、无线基站1和综合分析管理单元3，所述图像采集装置为无人机便携式图像采集装置，用于获取试验场上参试人员3两个以上序列图像并通过基站1发送给综合分析管理单元3。
[0012]优选地，图像采集装置2包括两个以上的姿势可调整的摄像机，所述摄像机为RGB摄像机、3D摄像机、RGBD摄像机、3D传感器等中的一种或两种以上。
[0013]综合分析管理单元3包括显示装置、第一三维造型生成装置、尺寸获取装置、第二三维造型校正装置和呼吸频率确定装置，其中，显示装置包括显示屏，显示屏用于显示被界限框分割成的第一显示区域和第二显示区域，第一显示区域位于显示屏上的界限框所围区域以外，用于显示将图像采集装置获取到的图像进行第一三维造型生成处理后获得的第一三维造型；第二显示区域位于显示屏上的界限框所围区域以内，用于显示将界限框内的第一三维造型进行第二三维造型校正处理后获得的第二三维造型；优选地，界限框在显示屏上所显示的大小能根据显示装置所接收到的用于指示调整界限框大小参数的指令进行调整，从而改变界限框在显示屏上所显示的大小，界限框内外所显示的第一、第二三维造型的范围也随之调整；优选地，所述指示调整界限框大小参数的指令可通过与显示装置连接的触摸屏、按键键盘和/或移动操作杆等装置提供；第一三维造型生成装置，用于根据图像采集装置所获的参试人员的第一序列图像和第二序列图像生成第一三维造型，第一序列图像和第二图像来自不同的摄像机；尺寸获取装置，用于获取参试人员的不同语义的特征部位的尺寸数据，所述不同
语义用于标记参试人员的不同功能部位，所述不同语义的特征部位的尺寸数据为胸围、腹围和嘴的大小等数据中的一个或两个以上；第二三维造型校正装置，用于根据尺寸获取装置所获的参试人员的尺寸数据获得参试人员点云，将界限框内的第一三维造型与参试人员点云进行匹配，生成校正后的与参试人员实际形体相对应的第二三维造型；运动参数确定装置，其包括呼吸频率计算单元，呼吸频率计算单元用于根据单位时间第二三维造型的收扩变化次数确定参试人员的呼吸频率。
[0014]第一实施例中，第一三维造型生成装置、尺寸获取装置、第二三维造型校正装置和呼吸频率确定装置均可以利用计算机程序编成处理器可执行的程序代码并存储于存储介质中。处器器调用存储介质中的程序代码可以在显示装置中显示实施的结果本专利技术提供的呼吸防护训练评估系统通过图像处理，根据参试人员不同语义特征部位的收扩变化频次来确定参试人员的呼吸频率，从而参试人员在运动状态时也能确定其呼吸频率；本专利技术通过界限框将生成的第一三维造型划分为两部分，分别在第一、第二显示区域内进行展示，通过图像采集装置所获的图像估算获得第一三维造型，而后基于实际尺寸数据对界限框内的第一三维造型进行校正处理，使其更加符合参试人员的真实尺寸信息，从而一方面通过校正处理消除了三维造型估计值与实际值之间的误差，提高了所存储的三维造型大数据的可信度；另一方面通过仅针对界限框内的第一三维造型进行校正处理，减小了数据处理量，从而降低了处理复杂度，减小了处理消耗时间，且提高了所生成的三维造型的精度。通过界限框本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种呼吸防护训练评估系统，其特征在于，包括：图像采集装置、无线基站和综合分析管理单元，所述图像采集装置，用于获取试验场上参试人员两个以上序列图像并通过基站发送给综合分析管理单元；综合分析管理单元包括显示装置、第一三维造型生成装置、尺寸获取装置、第二三维造型校正装置和人体参数确定装置，其中，显示装置包括显示屏，显示屏用于显示被界限框分割成的第一显示区域和第二显示区域，第一显示区域位于显示屏上的界限框所围区域以外，用于显示将图像采集装置获取到的图像进行第一三维造型生成处理后获得的第一三维造型；第二显示区域位于显示屏上的界限框所围区域以内，用于显示将界限框内的第一三维造型进行第二三维造型校正处理后获得的第二三维造型；第一三维造型生成装置，用于根据图像采集装置所获的参试人员的第一序列图像和第二序列图像生成第一三维造型；尺寸获取装置，用于获取参试人员的不同语义特征部位的尺寸数据；第二三维造型校正装置，用于根据尺寸获取装置所获的尺寸数据获得参试人员点云，将界限框内的第一三维造型与参试人员点云进行匹配，生成校正后的与参试人员实际形体相对应的序列第二三维造型，以及人体参数确定装置，其包括呼吸频率计算单元，呼吸频率计算单元用于根据单位时间内第二三维造型的收扩变化次数确定参试人员的呼吸频率。2.根据权利要求1所述的呼吸防护训练评估系统，其特征在于，三维造型为胸部、腹部和嘴部，语义特征部位为胸部、腹部和嘴部。3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述界限框在显示屏上所显示的大小能根据显示装置所接收到的用于指示调整界限框大小参数的指令进行调整。4.根据权利要求1
‑
3所述的系统，其特征在于，所述第一三维造型生成装置包括：原始图像获取单元，用于获取参试人员的第一序列图像和第二序列图像；大小分割单元，用于将所述第一序列图像的每幅图像分割成若干个第一单元图，每个所述第一单元图的平均像素差值均小于或等于第一阈值；视差图获得单元，用于根据所述第一序列图像的该幅的第一单元图，确定所述第二序列图像中的一幅图像与所述第一单元图相对应的第二单元图，获得所有互相对应的第一单元图和第二单元图之间的平移量，得到视差图；语义分割单元，用于将所述视差图输入到预先训练好的神经网络模型中进行语义分割，得到语义分割图，所述语义分割图用于区分参试人员不同主义部位的特征；第一三维造型重建单元，用于对所述语义分割图进行重建，生成第一三维造型，所述第一三维造型用于描述参试人员不同语义部位的特征。5.根据权利要求1
‑
4所述的系统，其特征在于，所述第一序列图像和第二序列图像为不同的摄像机在不同的视角下针对参试人员所在同一场景所获得的两序列图像。6.根据权利要求1
‑
5所述的系统，其特征在于，所述第二三维造型校正装置包括：待校正...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡晓春，
申请(专利权)人：中国人民解放军陆军防化学院，
类型：发明
国别省市：