CN102151128B - 一种柱显压力校正方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种柱显压力校正方法,该方法运用视频分析方法对LED柱显式血压计和水银血压计测量结果进行比对,并对LED柱显数据进行静态和动态后校正,补偿校正过程是对压力传感器已经经过标定的LED柱显式血压计所进行的整体微调,以使其特性更加接近传统的水银血压计,不仅满足血压计相关的计量检定标准,而且适合临床柯式音法测血压的要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种柱显压力校正方法,尤其涉及一种运用视频分析方法对LED柱显式血压测量仪表进行补偿校正的方法,属于压力测量补偿技术领域。
背景技术
新型LED柱显式血压计是采用压阻式压力传感器将气压转化为电压信号,通过A/D转换、单片机温度补偿校正实现压力测量,并通过LED柱显装置加以显示的血压测量装置。LED柱显方式采用贴片LED阵列,模拟传统水银血压计的压力显示方式,简单直观,可读性好。血压测量方法采用柯式音法,这在临床使用中具有显而易见的好处。LED柱显血压计是否能够替代传统水银血压计,关键在于能否达到足够的测量精度。由于目前我国血压计量检定标准是参照压力测量器具,只检定几个标准压力值的测量精度,而柯式音法不仅是静态压力的测量,同时对压力动态变化测量的要求也较高,因此在单片机对压力传感器进行初步补偿校正之后,对LED柱显数据进行静态和动态的后校正也是十分有意义的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种运用视频分析方法对LED柱显式血压计和水银血压计测量结果进行比对,并对LED柱显数据进行静态和动态后校正的方法。
为了实现上述技术目的,本发明方法通过以下的技术装置实现:
补偿校正装置由LED柱显式血压计、水银血压计、恒温箱、视频捕捉器、自动气泵、连通气道,以及补偿校正电路组成。
进行比对的LED柱显式血压计和水银血压计放在恒温箱中,对两者的位置进行调整,使之尽量靠近并互相平行,便于视频捕捉器采集图像;调节恒温箱温度值,以便对每一个环境温度值进行补偿校正;水银血压计是经过标定之后的标准血压计;自动气泵产生特定的气压,并通过连通气道同时向LED柱显式血压计和水银血压计供气;视频捕捉器实时采集图像,并由补偿校正电路进行分析处理。
LED柱显式血压计采用LED阵列显示压力数值,显示从0mmHg柱直至300mmHg柱的压力数值,共采用150个LED管,采用贴片式LED管,每个LED管代表2mmHg柱。在显示中,小于显示压力值的LED管都点亮,大于显示压力值的LED管都熄灭,这和水银血压计形成类似的对比。
结合补偿校正装置,对每一个环境温度值,本发明所提供技术方案的具体步骤如下:
步骤一:预处理过程
(1)归零,LED柱显式血压计和水银血压计同时归零;
(2)采集一帧初始静态图像;
(3)灰度化,将彩色图像转化为灰度图;
(4)分析图像区域,纵向扫描,判断每条线的灰度分布,区分刻度区、标尺区、数字区;
(5)刻度定位,定位每一条刻度线的位置,并建立刻度坐标图;
步骤二:补偿校正过程
(1)启动自动气泵充气,从0mmHg柱直至300mmHg柱,以2mmHg柱/秒的速度匀速充气;
(2)等时间隔采集图像,每隔200ms采集一帧图像;
(3)相邻帧图像作差运算,在差图像中只剩下不同高度的LED管和水银段图像,以及一些噪声;
(4)去噪;
(5)识别LED管,检测差图像中的新出现LED管位置,由于LED管为红色或绿色,通过色度信息在原始帧中确定LED管坐标;
(6)识别水银段,检测差图像中的新出现水银段位置,确定该水银段坐标;
(7)读出各自读数,在刻度坐标图上,找到LED管中心线对应的坐标读数,以及水银段中心线对应的坐标读数;
(8)建立读数对,即LED管-水银段读数对;
(9)启动自动气泵放气,从300mmHg柱直至0mmHg柱,以2mmHg柱/秒的速度匀速放气;
(10)重复(2)-(8)步骤;
(11)读数对表存入LED柱显式血压计,由于LED柱显式血压计的压力传感器已经经过了温度补偿,因此差别不会很大,读数对相差不大,将读数偏差表进行保存。
上述预处理过程、补偿校正过程都由补偿校正电路实现。
综上所述,本发明的有益技术效果是:通过和标定过的标准水银血压计进行比对,在静态和动态特性上对LED柱显式血压计的读数进行补偿校正,使其特性更加接近传统的水银血压计,更加容易为临床所接受,成为替代造成汞污染的水银血压计的技术方案。
附图说明
图1是本发明一种柱显压力校正方法的补偿校正装置结构示意图;
图2是本发明一种柱显压力校正方法的补偿校正流程图;
图3是本发明一种柱显压力校正方法的纵向扫描线波形图;
图4是本发明一种柱显压力校正方法的刻度坐标图;
图5是本发明一种柱显压力校正方法的差图像示意图。
具体实施方式
参考附图,下面将对本发明进行详细描述。
如图1所示:实现本发明方法的补偿校正装置由LED柱显式血压计(100)、水银血压计(101)、恒温箱(102)、视频捕捉器(103)、自动气泵(104)、连通气道(105),以及补偿校正电路(106)组成。
进行比对的LED柱显式血压计(100)和水银血压计(101)放在恒温箱中,对两者的位置进行调整,使之尽量靠近并互相平行,便于视频捕捉器(103)采集图像;调节恒温箱(102)温度值,以便对每一个环境温度值进行补偿校正;水银血压计(101)是经过标定之后的标准血压计;自动气泵(104)产生特定的气压,并通过连通气道(105)同时向LED柱显式血压计(100)和水银血压计(101)供气;视频捕捉器(103)实时采集图像,并由补偿校正电路(106)进行分析处理。
LED柱显式血压计(100)采用LED阵列显示压力数值,显示从0mmHg柱直至300mmHg柱的压力数值,共采用150个LED管,采用贴片式LED管,每个LED管代表2mmHg柱。在显示中,小于显示压力值的LED管都点亮,大于显示压力值的LED管都熄灭,这和水银血压计(101)形成类似的对比。
如图2所示:结合补偿校正装置,对每一个环境温度值,本发明所提供技术方案的具体步骤如下:
步骤一:预处理过程
(1)归零(200),LED柱显式血压计(100)和水银血压计(102)同时归零;
(2)采集一帧初始静态图像(201);
(3)灰度化(202),将彩色图像转化为灰度图;
(4)分析图像区域(203),纵向扫描,判断每条线的灰度分布,区分刻度区、标尺区、数字区;
(5)刻度定位(204),定位每一条刻度线的位置,并建立刻度坐标图;
步骤二:补偿校正过程
(1)启动自动气泵充气(205),从0mmHg柱直至300mmHg柱,以2mmHg柱/秒的速度匀速充气;
(2)等时间隔采集图像(206),每隔200ms采集一帧图像;
(3)相邻帧图像作差运算(207),在差图像中只剩下不同高度的LED管和水银段图像,以及一些噪声;
(4)去噪(208);
(5)识别LED管(209),检测差图像中的新出现LED管位置,由于LED管为红色或绿色,通过色度信息在原始帧中确定LED管坐标;
(6)识别水银段(210),检测差图像中的新出现水银段位置,确定该水银段坐标;
(7)读出各自读数(211),在刻度坐标图上,找到LED管中心线对应的坐标读数,以及水银段中心线对应的坐标读数;
(8)建立读数对(212),即LED管-水银段读数对;
(9)启动自动气泵放气(213),从300mmHg柱直至0mmHg柱,以2mmHg柱/秒的速度匀速放气;
(10)重复(2)-(8)步骤;
(11)读数对表存入LED柱显式血压计(214),由于LED柱显式血压计(100)的压力传感器已经经过了温度补偿,因此差别不会很大,读数对相差不大,将读数偏差表进行保存。
上述预处理过程、补偿校正过程都由补偿校正电路(106)实现。
如图3所示:刻度区纵向扫描线波形图(300)对应着LED管的纵向扫描线,标尺区纵向扫描线波形图(301)对应着标尺的纵向扫描线,数字区纵向扫描线波形图(302)对应着数字的纵向扫描线。
由于各个区域的纵向扫描线波形特征不同,与背景区与的纵向扫描线也有很大的差异,因此可以从灰度图上快速地检出。但是有时由于光照等其他环境因素的影响,造成特征不容易区分而引起误判,本发明的另一实施例可以通过人工交互的方式进行改正。
如图4所示:刻度坐标图中只留下LED柱显式血压计刻度坐标(400)、水银血压计刻度坐标(401),每一个刻度坐标(402)都是一个三元数组(x坐标,y坐标,刻度值)。
如图5所示:差图像中前后帧之间相差2mmHg柱后,LED管会有一个管的差异,这个LED管坐标(500)就是变化的压力值,而当前后帧之间相差小于2mmHg柱时,差图像中没有LED管,因此压力值保持不变。
而在水银血压计中,前后帧总有一些变化,因为水银是连续变化的,而水银段坐标(501)的变化误差不大,因此可以取平均。一般来说,血压计的压力误差要求在2mmHg柱,因此这样的误差也是可以接受的。
由此产生的充气过程和放气过程中的读数对表生成读数偏差表,以LED柱显式血压计读数为下标,存入LED柱显式血压计存储器内,本发明的一个实施例中LED柱显式血压计的每个刻度为2mmHg柱,因此读数偏差表以(0,b0),(2,b2),…,(149,b149)存放。由于LED柱显式血压计中的压力传感器已经进行过静态标定,因此读数偏差bi一般较小,往往是±1或者0。
Claims (2)
1.一种柱显压力校正方法,由LED柱显式血压计、水银血压计、恒温箱、视频捕捉器、自动气泵、连通气道,以及补偿校正电路组成的补偿校正装置实现,其特征在于:
将进行比对的LED柱显式血压计和水银血压计放在恒温箱中,对两者的位置进行调整,使之靠近并互相平行,便于视频捕捉器采集图像;
调节恒温箱温度值,对每一个环境温度值进行补偿校正;
水银血压计是经过标定之后的标准血压计;
自动气泵产生特定的气压,并通过连通气道同时向LED柱显式血压计和水银血压计供气;
视频捕捉器实时采集图像,并由补偿校正电路进行分析处理;
运用视频分析方法对LED柱显式血压计和水银血压计测量结果进行比对,并对LED柱显数据进行静态和动态后校正,具体实现步骤如下:
步骤1:预处理过程
步骤1.1:归零,LED柱显式血压计和水银血压计同时归零;
步骤1.2:采集一帧初始静态图像;
步骤1.3:灰度化,将彩色图像转化为灰度图;
步骤1.4:分析图像区域,纵向扫描,根据刻度区纵向扫描线波形图(300)、标尺区纵向扫描线波形图(301)、数字区纵向扫描线波形图(302)的灰度分布,判断每条线的波形特征,区分刻度区、标尺区、数字区;
步骤1.5:刻度定位,定位每一条刻度线的位置,并建立刻度坐标图;
步骤2:补偿校正过程
步骤2.1:启动自动气泵充气,从0mmHg直至300mmHg,以2mmHg/秒的速度匀速充气;
步骤2.2:等时间隔采集图像,每隔200ms采集一帧图像;
步骤2.3:相邻帧图像作差运算,在差图像中只剩下不同高度的LED管和水银段图像,以及一些噪声;
步骤2.4:去噪;
步骤2.5:识别LED管,检测差图像中的新出现LED管位置,由于LED管为红色或绿色,通过色度信息在原始帧确定LED管坐标,原始帧为作差运算的相邻帧的前一帧;
步骤2.6:识别水银段,检测差图像中的新出现水银段位置,确定该水银段坐标;
步骤2.7:读出各自读数,在刻度坐标图上,找到LED管中心线对应的坐标读数,以及水银段中心线对应的坐标读数;
步骤2.8:建立读数对,即LED管-水银段读数对;
步骤2.9:启动自动气泵放气,从300mmHg直至0mmHg,以2mmHg/秒的速度匀速放气;
步骤2.10:重复步骤2.2至步骤2.8;
步骤2.11:充气过程和放气过程的LED管-水银段读数对表存入LED柱显式血压计,由于LED柱显式血压计的压力传感器已经经过了静态标定,因此LED管-水银段读数对相差不大,以LED柱显式血压计每个刻度2mmHg读数为下标,生成(0,b0),(1,b1),…,(149,b149)的读数偏差表进行保存,其中偏差bi是±1或者0。
2.如权利要求1所述的一种柱显压力校正方法,其特征在于:所述补偿校正过程是对压力传感器已经经过标定的LED柱显式血压计所进行的整体微调,以使之不仅满足血压计相关的计量检定标准,而且适合临床柯式音法测血压的要求。
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