基于激光位移传感器的双目视觉脉搏图像采集系统精度分析

发布时间：2020-02-03 14:51

【摘要】：脉搏信号蕴含着丰富的人体生理病理信息,是表征人体生理状况的重要参数。传统的脉搏诊断缺乏客观性,为了促进脉诊的客观化,研制了双目视觉脉搏图像采集系统,该系统基于视觉测量原理获取桡动脉的脉搏信号。但受多种因素的综合影响,视觉测量获得的人体脉搏信号存在误差,这些误差对于后续脉象分析及脉搏信息提取的准确性产生很大影响。因此,需要对系统精度进行分析,以便后续对系统进行校准研究。针对这一问题提出了基于激光位移传感器的双目视觉脉搏图像采集系统精度分析方法,主要完成了以下工作:(1)设计并实现了精度分析实验系统。改进了基于中医脉诊“最佳切脉压力”和薄膜受力形变的空间位移测量原理的脉搏图像传感器,设计了可触发激光位移传感器和双相机同步采集的控制系统。详细介绍了控制系统的设计过程、触发原理及运行状态;通过改进脉搏图像传感器,扩大了相机采集图像的视场,使激光位移传感器与双相机具有相同的视场范围。(2)提取了双相机采集的薄膜探头上各特征点纵向位移。对双相机采集的脉搏图像进行相机标定、图像降噪、边缘特征提取、椭圆拟合、质心获取以及脉搏信号三维信息的计算等,从而得到脉搏信号。(3)提取了激光位移传感器采集的薄膜探头上各特征点纵向位移。对获取的脉搏信号进行噪声分析,去除数据采集过程中的光干扰、基线漂移、工频干扰等噪声。根据实验数据中的噪声特点设计了巴特沃斯数字低通滤波器对信号去噪,获得准确的脉搏信号。(4)分析了双目视觉脉搏图像采集系统的精度。通过对薄膜探头上56个采样点的数据进行分析,从而获得系统的检测精度。首先,将激光位移传感器检测的脉搏信号峰-峰值与双相机获得的脉搏信号峰-峰值进行相关性分析,去除受随机干扰影响大的采样点;其次,对相关性强的采样点利用加权平均算法计算脉搏信号峰-峰值,获得可表征相应采样点脉搏纵向位移整体特性的值,计算出每个采样点脉搏信号峰-峰值误差,从而得到系统的精度;再次,研究了系统误差特性。将相关性强的采样点分成测试集和验证集。对两个样本集的误差采用最小二乘法多项式曲线拟合,对比分析两个样本集拟合结果,证明测试组拟合获得的误差特性符合系统整体的误差特性;最后,在得到系统精度的同时,总结出系统误差随脉搏跳动减弱的方向逐渐增大。通过对系统的精度分析,为系统的校准提供了依据。
【图文】：

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图 2.2 系统精度分析实验数据采集像采集系统有十分重要的地位，传统的脉断人体的生理病理情况，，但诊确地获得人体的生理病理信息称之为“最佳切脉压力”，中医人典型的脉搏信号如图 2.3 所究设计了脉搏图像传感器，从

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图 2.2 系统精度分析实验数据采集脉搏图像采集系统理论中占有十分重要的地位，传统的脉诊是通过搏力来诊断人体的生理病理情况，但诊断的依据此无法准确地获得人体的生理病理信息。通常，处的压力称之为“最佳切脉压力”，中医根据最佳对于正常人典型的脉搏信号如图 2.3 所示。基于中出发，研究设计了脉搏图像传感器，从而实现脉数据传输
【学位授予单位】：兰州理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TP391.41;TP212

【参考文献】