湖南理工學院金佳鴻獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉湖南理工學院申請的專利無接觸檢測脈搏波空間時域分布及特征的成像系統與方法獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN115844353B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-08-22發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202211219986.2,技術領域涉及:A61B5/024;該發明授權無接觸檢測脈搏波空間時域分布及特征的成像系統與方法是由金佳鴻;胡新華;陳成設計研發完成,并于2022-10-08向國家知識產權局提交的專利申請。
本無接觸檢測脈搏波空間時域分布及特征的成像系統與方法在說明書摘要公布了:無接觸檢測脈搏波空間時域分布及特征的成像系統與方法,通過結合可產生峰值波長與波長帶寬的入射光束的照射光源、可測量人體組織散射光的成像裝置、可控制入射光束和人體組織散射光偏振狀態的偏振元件、可拍攝幀率的視頻的相機和可處理由多幅圖像組成的iPPG視頻數據的分析算法,獲得具有較高信噪比的人體脈搏波信號以及脈搏波信號空間分布與不同像素位置的平均脈搏波時域波形數據。首先設置視頻相機圖像數據采集參數,再啟動視頻相機,采集與存儲多幅iPPG視頻數據,再計算獲得具有較高信噪比的人體脈搏波信號以及脈搏波信號空間分布與不同空間位置的平均脈搏波時域波形數據,可以量化動脈血管壁硬化強度,從而定量估計心血管疾病與代謝疾病的風險。
本發明授權無接觸檢測脈搏波空間時域分布及特征的成像系統與方法在權利要求書中公布了:1.一種基于無接觸檢測脈搏波空間時域分布及特征的成像系統的iPPG視頻數據計算人體脈搏頻率的圖像處理算法,無接觸檢測脈搏波空間時域分布及特征的成像系統,包括有用于存儲、顯示和進行圖像數據處理的計算機8,通過數據傳輸線7與所述計算機8相連用于獲取人體組織區域3的M幅圖像的成像裝置,以及用于提供入射光的光源組件,其特征在于,所述成像裝置包括有依次設置在同一方向上的視頻相機6、成像鏡頭5和用于接收所述人體組織區域3的反射光的成像偏振片4,通過所述的成像偏振片4限制成像鏡頭5只接受具有線性偏振光狀態且偏振方向與入射光偏振方向垂直的反射光,成像裝置獲取的M幅圖像是構成從中提取人體組織區域3的iPPG視頻數據的視頻圖像;所述的光源組件包括有等角度、等間隔的設置在所述成像裝置周邊的1~10組用于照射人體組織區域3的光源組,每個光源組均包括有光源1和與光源1共軸設置的光源偏振片2,通過調整所述光源偏振片2繞共軸旋轉的角度來使照射人體組織區域3的光為具有線性偏振狀態的入射光;其特征在于,圖像處理算法包括如下步驟: 1判斷采集到M幅圖像的iPPG視頻數據內每幅圖像是否包括飽和像素,若每幅圖像均不包括飽和像素,則進入步驟2;若有一幅以上圖像包括飽和像素,則選擇包括最多飽和像素的圖像,計算該幅圖像的飽和像素數ps與該幅圖像的總像素數pt的比值,并判斷該比值是否大于2%,是則結束圖像處理過程,否則進入步驟2; 2根據iPPG視頻數據內每幅圖像的像素值直方圖,計算相應幅圖像中具有人體血管和組織特征的感興趣區域的邊界閾值,根據每幅圖像的感興趣區域,找出所有圖像共同感興趣區域,在每幅圖像中截取所對應的共同感興趣區域; 3根據每幅圖像的共同感興趣區域,計算iPPG視頻數據內每幅圖像的共同感興趣區域在采集時間為t時的圖像平均像素值,記為Iavt;λp,其中0≤t≤T,T為視頻采集時間,λp為入射光的峰值波長,并計算平均像素值Iavt;λp的時間平均值μavλp和標準方差值σavλp,按照如下公式計算每幅圖像中共同感興趣區域的平均像素標準分數值ΔIavt;λp,即 4采用傅立葉變換算法,計算平均像素標準分數值ΔIavt;λp的頻域信號Δiavf;λp,確定給定人體脈搏頻率fh范圍內的最強分量的脈搏頻率測量值fc,所述的脈搏頻率測量值fc是指在給定人體脈搏頻率fh范圍內傅立葉分量值最大的頻率,所述的人體脈搏頻率fh范圍為0.6赫茲~4.0赫茲。
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