基于激光位移傳感器的雙目視覺脈搏圖像采集系統(tǒng)精度分析.pdf

1、脈搏信號(hào)蘊(yùn)含著豐富的人體生理病理信息，是表征人體生理狀況的重要參數(shù)。傳統(tǒng)的脈搏診斷缺乏客觀性，為了促進(jìn)脈診的客觀化，研制了雙目視覺脈搏圖像采集系統(tǒng)，該系統(tǒng)基于視覺測(cè)量原理獲取橈動(dòng)脈的脈搏信號(hào)。但受多種因素的綜合影響，視覺測(cè)量獲得的人體脈搏信號(hào)存在誤差，這些誤差對(duì)于后續(xù)脈象分析及脈搏信息提取的準(zhǔn)確性產(chǎn)生很大影響。因此，需要對(duì)系統(tǒng)精度進(jìn)行分析，以便后續(xù)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行校準(zhǔn)研究。針對(duì)這一問題提出了基于激光位移傳感器的雙目視覺脈搏圖像采集系統(tǒng)精度分析

2、方法，主要完成了以下工作：
　?。?）設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了精度分析實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。改進(jìn)了基于中醫(yī)脈診“最佳切脈壓力”和薄膜受力形變的空間位移測(cè)量原理的脈搏圖像傳感器，設(shè)計(jì)了可觸發(fā)激光位移傳感器和雙相機(jī)同步采集的控制系統(tǒng)。詳細(xì)介紹了控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程、觸發(fā)原理及運(yùn)行狀態(tài)；通過改進(jìn)脈搏圖像傳感器，擴(kuò)大了相機(jī)采集圖像的視場(chǎng)，使激光位移傳感器與雙相機(jī)具有相同的視場(chǎng)范圍。
　?。?）提取了雙相機(jī)采集的薄膜探頭上各特征點(diǎn)縱向位移。對(duì)雙相機(jī)采集的脈搏圖

3、像進(jìn)行相機(jī)標(biāo)定、圖像降噪、邊緣特征提取、橢圓擬合、質(zhì)心獲取以及脈搏信號(hào)三維信息的計(jì)算等，從而得到脈搏信號(hào)。
　　（3）提取了激光位移傳感器采集的薄膜探頭上各特征點(diǎn)縱向位移。對(duì)獲取的脈搏信號(hào)進(jìn)行噪聲分析，去除數(shù)據(jù)采集過程中的光干擾、基線漂移、工頻干擾等噪聲。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中的噪聲特點(diǎn)設(shè)計(jì)了巴特沃斯數(shù)字低通濾波器對(duì)信號(hào)去噪，獲得準(zhǔn)確的脈搏信號(hào)。
　　（4）分析了雙目視覺脈搏圖像采集系統(tǒng)的精度。通過對(duì)薄膜探頭上56個(gè)采樣點(diǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行

4、分析，從而獲得系統(tǒng)的檢測(cè)精度。首先，將激光位移傳感器檢測(cè)的脈搏信號(hào)峰-峰值與雙相機(jī)獲得的脈搏信號(hào)峰-峰值進(jìn)行相關(guān)性分析，去除受隨機(jī)干擾影響大的采樣點(diǎn)；其次，對(duì)相關(guān)性強(qiáng)的采樣點(diǎn)利用加權(quán)平均算法計(jì)算脈搏信號(hào)峰-峰值，獲得可表征相應(yīng)采樣點(diǎn)脈搏縱向位移整體特性的值，計(jì)算出每個(gè)采樣點(diǎn)脈搏信號(hào)峰-峰值誤差，從而得到系統(tǒng)的精度；再次，研究了系統(tǒng)誤差特性。將相關(guān)性強(qiáng)的采樣點(diǎn)分成測(cè)試集和驗(yàn)證集。對(duì)兩個(gè)樣本集的誤差采用最小二乘法多項(xiàng)式曲線擬合，對(duì)比分析兩個(gè)