基于时变图像序列的脉搏信息检测方法研究.pdf

兰州理工大学
硕士学位论文
基于时变图像序列的脉搏信息检测方法研究
姓名:王亮
申请学位级别:硕士
专业:检测技术与自动化装置
指导教师:张爱华
20070508
摘要脉诊是中医的精髓,在几千年的中医学史中,一直有效地指导着临床实践,并积累了丰富的经验。但传统脉诊的信息模糊、不定量、主观性强等特点,限制了中医诊断的客观化。目前中医脉诊仪的共同特点是描记脉搏压力波动的一维信号,因此,所提取的脉诊信号特征参数,不足以全面反映中医脉象包含的所有信针对现有脉搏信号采集装置的不足,本课题提出一种全新的脉搏信息检测方法~一脉搏触觉图像化法。采用高速、高分辨率摄像头对脉搏信号进行多维、动态、全方位的采集,得到脉搏运动的时变图像序列,应用基于序列图像提取运动信息的相关算法达到获取多维脉象信息的目的。本文首先对所研制的脉搏图像采集装置结构进行了说明,该装置能够稳定工作,取脉压力可以实时调节,其核心部件为一软性薄膜加压探头,薄膜由双层材料压制而成,外层为柔性织物,内层为理化性能相对较稳定的乳胶薄膜,并在内层上采用喷涂法绘制有网格点。这样的结构设计为脉搏动态信息提取提供了方便和必要的约束条件。在对脉搏图像传感器结构分析的基础上,建立详细的测量原理模型,论证了该图像化脉象仪获取脉搏多维信息的可行性。并从理论上推导出脉搏频率、节律、振幅、脉宽等特征的计算和表征方法。随后对采集的脉搏图像进行了相关的预处理操作,包括图像直方图修正、图像滤波、图象锐化等;并详细介绍了咴导觳馑阕拥脑砑笆迪植街瑁以及本文所采用的边缘闭合和区域填充的算法。最后,应用图像相关性法、图像重心法、特征点匹配法分别对采集到的两种不同网格图像徊嫦咄瘛⒃残瓮进行处理,成功提取了脉搏波的形态、频率、节律及脉宽信息,所得结果与测量模型分析一致。研究表明,脉搏图像化传感器结合本文所采用的图像处理算法能够有效提取多维脉搏特征信息,为脉搏信息的检测和表征提供了一种全新的手段和方法。本文所进行的研究,初步完成了图像化法提取脉搏多维特征信息的阶段性工作。关键词:图像处理空间位移时变图像序列脉象传感器息。脉图硕士学位论文本文由国家自然科学基金资助。编号,
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插图索引脉象传感器按工作原理分类⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..“最佳取脉压力”示意图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯脉象采集装置结构图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯脉图采集传感器结构示意图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.交叉线标记网格所成的图像⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯邻域搜索顺序⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯闭合边缘过程示意图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.脉搏的中心点及处理区域⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯参考帧选择不当出现的波形失真⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图像重心法检测脉搏运动原理示意图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.选择区域的重心及重心距离⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯沿脉管径向选择处理点⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.脉搏径向个点的脉搏波形⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一脉搏的时域波形图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.霾畔⒉饬吭怼圆形点标记网格所成的图像⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..频率域增强模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯~计算公式示意图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.非极大值抑制⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.阕蛹觳獗咴盗鞒掏肌种子填充过程示意图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯募峁故疽馔肌连续两帧脉搏图像⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..利用图像相关性提取的脉搏波形⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图像重心法得到的不同测试对象在不同取脉压力下的脉搏波形⋯⋯圆形网格图像及脉搏跳动中心⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯采样点脑硕旒!多维脉搏信号⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图图茸北渫枷裥蛄械穆霾畔㈣诓夥椒ㄑ芯
盛哗作者签名:多』荔日期:滴年朋/日日期:历擗钼伯兰州理工大学学位论文原创性声明学位论文版权使用授权书日期:年∥月,日取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论