一种基于机器视觉的压疮伤口测量方法和装置

技术领域

本发明涉及压疮伤口测量领域，具体为一种基于机器视觉的压疮伤口测量方法和装置。

背景技术

机器视觉是人工智能正在快速发展的一个分支。简单说来，机器视觉就是用机器代替人眼来做测量和判断。机器视觉系统是通过机器视觉产品(即图像摄取装置，分CMOS和CCD两种)将被摄取目标转换成图像信号，传送给专用的图像处理系统，得到被摄目标的形态信息，根据像素分布和亮度、颜色等信息，转变成数字化信号；图像系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征，进而根据判别的结果来控制现场的设备动作。

机器视觉是一项综合技术，包括图像处理、机械工程技术、控制、电光源照明、光学成像、传感器、模拟与数字视频技术、计算机软硬件技术。一个典型的机器视觉应用系统包括图像捕捉、光源系统、图像数字化模块、数字图像处理模块、智能判断决策模块和机械控制执行模块。机器视觉系统最基本的特点就是提高生产的灵活性和自动化程度。在一些不适于人工作业的危险工作环境或者人工视觉难以满足要求的场合，常用机器视觉来替代人工视觉。同时，在大批量重复性工业生产过程中，用机器视觉检测方法可以大大提高生产的效率和自动化程度。

压疮又称压力性溃疡、褥疮，是由于局部组织长期受压，发生持续缺血、缺氧、营养不良而致组织溃烂坏死。皮肤压疮在康复治疗、护理中是一个普通性的问题。据有关文献报道，每年约有6万人死于压疮合并征。压疮伤口的测量多依靠人力，这对测量人员的经验和操作有较高要求，测量精度难以保证。了提高压疮伤口的治疗效率和治疗效果，我们提出一种基于机器视觉的压疮伤口测量方法和装置。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

本发明提供一种基于机器视觉的压疮伤口测量方法和装置，包括用于提供光源的照明模块、用于采集图像的图像采集模块、用于分析图像的信息处理模块和用于显示结果的显示模块，测量方法如下：

S1、将患者伤口进行初步固定，避免患者在检查和测量过程中移动身体；

S2、对压疮伤口的外部进行清理和消毒，避免伤口感染；

S3、通过照明模块对患者伤口进行照明，保证图像采集模块能顺利清晰采集到图像；

S4、调整图像采集模块的摄影角度，使摄影设备正对通过压疮伤口，并通过图像采集模块采集压疮伤口的数字图像；

S5、将数字图像导入信息处理模块，通过信息处理模块对压疮伤口的图像进行精确分析；

S6、信息处理模块得出分析结果后，通过显示模块将测量结果直观显示给医务人员。

作为本发明的一种优选技术方案，所述照明模块由LED光源、高周波荧光灯源和闪光灯源组成。

作为本发明的一种优选技术方案，所述照明模块还包括用于弥补照明死角的辅助光源。

作为本发明的一种优选技术方案，所述图像采集模块由影像摄影机、摄像撷取卡和图像采集卡组成，并且图像采集模块和信息处理模块电性连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述信息处理模块由主端电脑和PLC控制器组成，所述PLC控制器和主端电脑电性连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述显示模块包括液晶显示屏，并且显示模块与信息处理模块电性连接。

作为本发明的一种优选技术方案，还包括精密桌台，所述照明模块固定连接在精密桌台的侧面，所述图像采集模块、信息处理模块和显示模块均设置在精密桌台的顶部，其中信息处理模块和显示模块均与精密桌台固定连接。

作为本发明的一种优选技术方案，还包括伺服运动机台，所述伺服运动机台固定连接在精密桌台的顶面，所述图像采集模块与伺服运动机台固定连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述S4中，通过伺服运动机台对图像采集模块的位置进行调节，确保图像采集模块能清晰采集到压疮伤口的图像信息。

本发明的有益效果是：

一、该种基于机器视觉的压疮伤口测量方法和装置通过照明模块提供光源，通过图像采集模块采集压疮伤口的图像信息，通过信息处理模块处理和分析图像信息，通过显示模块将分析得出的结果直观显示给医务人员，整套系统布局合理，构思巧妙，提高了对压疮伤口的测量效率和测量精度。

二、本发明通过图像采集模块将被检测的目标转换成图像信号，并传送给信息处理模块，根据像素分布和亮度、颜色等信息，转变成数字化信号，信息处理模块对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征，如颜色、面积、数量、位置、长度，再根据预设的允许度和其他条件输出结果，实现自动识别功能，进而得出精确的测量值。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明一种基于机器视觉的压疮伤口测量方法和装置的结构示意图；

图2是本发明一种基于机器视觉的压疮伤口测量方法和装置的控制原理图；

图3是本发明一种基于机器视觉的压疮伤口测量方法和装置中照明模块的结构示意图；

图4是本发明一种基于机器视觉的压疮伤口测量方法和装置中图像采集模块的结构示意图；

图5是本发明一种基于机器视觉的压疮伤口测量方法和装置中信息处理模块的结构示意图；

图中：1、照明模块；11、LED光源；12、高周波荧光灯源；13、闪光灯源；14、辅助光源；2、图像采集模块；21、影像摄影机；22、摄像撷取卡；23、图像采集卡；3、信息处理模块；31、主端电脑； 32、PLC控制器；4、显示模块；5、精密桌台；6、伺服运动机台。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例：如图1和图2所示，一种基于机器视觉的压疮伤口测量方法和装置，包括用于提供光源的照明模块1、用于采集图像的图像采集模块2、用于分析图像的信息处理模块3和用于显示结果的显示模块4。还包括精密桌台5和伺服运动机台6，所述照明模块1固定连接在精密桌台5的侧面，所述图像采集模块2、信息处理模块3和显示模块4均设置在精密桌台5的顶部，其中信息处理模块3和显示模块4均与精密桌台5固定连接。所述伺服运动机台6固定连接在精密桌台5的顶面，所述图像采集模块2与伺服运动机台6固定连接。测量方法如下：

S1、将患者伤口进行初步固定，避免患者在检查和测量过程中移动身体；

S2、对压疮伤口的外部进行清理和消毒，避免伤口感染；

S3、通过照明模块1对患者伤口进行照明，保证图像采集模块2 能顺利清晰采集到图像；

S4、调整图像采集模块2的摄影角度，使摄影设备正对通过压疮伤口，并通过图像采集模块2采集压疮伤口的数字图像；所述S4中，通过伺服运动机台6对图像采集模块2的位置进行调节，确保图像采集模块2能清晰采集到压疮伤口的图像信息；

S5、将数字图像导入信息处理模块3，通过信息处理模块3对压疮伤口的图像进行精确分析；

S6、信息处理模块3得出分析结果后，通过显示模块4将测量结果直观显示给医务人员。

如图3所示，所述照明模块1由LED光源11、高周波荧光灯源 12和闪光灯源13组成。所述照明模块1还包括用于弥补照明死角的辅助光源14，辅助光源14由多个等距分布的卤素灯组成，可避免照射死角影响医务人员对患者伤口的测量。

如图4所示，所述图像采集模块2由影像摄影机21、摄像撷取卡22和图像采集卡23组成，并且图像采集模块2和信息处理模块3 电性连接。影像撷取卡22是PC-BasedDVR系统里最重要的核心元件，就如同电脑里的CPU，专司整台机器的操作与运算。

如图5所示，所述信息处理模块3由主端电脑31和PLC控制器 32组成，所述PLC控制器32和主端电脑31电性连接；所述显示模块4包括液晶显示屏，并且显示模块4与信息处理模块3电性连接。主端电脑31和PLC控制器32是整套系统的控制核心，显示模块4为医务人员直观了解测量结果提供了便利。

工作原理：本发明通过图像采集模块2将被检测的目标转换成图像信号，并传送给信息处理模块3，根据像素分布、亮度和颜色等信息，转变成数字化信号，信息处理模块3对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征，如颜色、面积、数量、位置、长度，再根据预设的允许度和其他条件输出结果，实现自动识别功能，进而得出精确的测量值，整个系统布局合理、构思巧妙，可有效提高压疮伤口的测量效率和测量精度。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“上”、“下”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。