一种洗手质量检测方法

技术领域

本发明涉及机器视觉技术领域，具体涉及一种洗手质量检测方法。

背景技术

七步洗手法是医务人员进行操作前的洗手方法，用七步洗手法清洁自己的手，清除手部污物和细菌，预防接触感染，减少传染病的传播。具体为：

第一步(内)：洗手掌，流水湿润双手，涂抹洗手液(或肥皂)，掌心相对，手指并拢相互揉搓；

第二步(外)：洗背侧指缝，手心对手背沿指缝相互揉搓，双手交换进行；

第三步(夹)：洗掌侧指缝，掌心相对，双手交叉沿指缝相互揉搓；

第四步(弓)：洗指背，弯曲各手指关节，半握拳把指背放在另一手掌心旋转揉搓，双手交换进行；

第五步(大)：洗拇指，一手握另一手大拇指旋转揉搓，双手交换进行；

第六步(立)：洗指尖，弯曲各手指关节，把指尖合拢在另一手掌心旋转揉搓，双手交换进行；

第七步(腕)：洗手腕、手臂，揉搓手腕、手臂，双手交换进行。

全世界每年有1600万患者死于医院感染，手卫生可预防30％的医院感染发生，通过手卫生减少医院感染发生就每年可以挽救500～800万人的生命。检查、抽血、输液等环节大多都是由医务人员的双手来完成的，如果不保证洗手质量，那就很容易发生交叉感染。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供的一种洗手质量检测方法解决了医务洗手质量不高，导致发生交叉感染的问题。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：一种洗手质量检测方法，包括以下步骤：

S1、在洗手台上安装摄像头和RFID读卡器，检测并识别RFID卡，识别成功则开启摄像头，并语音播报“开始洗手”提示音；

S2、对摄像头捕获的每一帧图像进行肤色检测，从而实现对手部图像的分割；

S3、对分割得到的图像进行形态学处理，降低图像噪点；

S4、对形态学处理后的图像进行手势识别，在成功识别到第一个洗手动作时开始计时；

S5、在成功识别到下一个洗手动作时，则停止对上一个洗手动作的计时，并开始对当前动作进行计时；

S6、在结束对最后一个洗手动作的识别后，停止计时，并累计洗手总时长，通过AI计算机计算动作完整度，根据动作完整度得出本次洗手的评估结果，并根据评估结果语音播报“合格”或“不合格”提示音；

S7、通过AI计算机根据RFID读卡器识别到的ID序列号记录本次洗手的单个动作时长、动作完整度、洗手总时长及评估结果。

进一步地：所述步骤S2中的肤色检测采用基于YCrCb颜色空间的椭圆肤色检测模型；所述肤色检测的工作原理为：在YCrCb颜色空间中，肤色像素点会聚集到一个椭圆区域，将每个RGB像素点转换到YCrCb颜色空间后，在椭圆区域范围内的像素点则判断为皮肤。

进一步地：所述步骤S3中的形态学处理采用OpenCV中的腐蚀函数与膨胀函数对图像进行处理，去除肤色检测分割出的图像中的噪点。

进一步地：所述步骤S4和步骤S5中洗手动作的计时方法为：从成功识别一个洗手动作的第一帧开始计时，直至成功识别最后一个洗手动作的最后一帧结束计时，计时过程中若0.8秒内连续检测该洗手动作均失败，则停止计时。

进一步地：所述步骤S6中动作完整度的计算公式为：

a＝b/c

上式中，a为动作完整度，b为洗手动作识别成功的帧数，c为计时内的总帧数。

进一步地：所述步骤S6中评估结果的判定标准为：

当动作完整度小于阈值时，将评估结果判定为不合格；

当洗手总时长短于15秒时，将评估结果判定为不合格；

当单个动作时长短于2秒时，将评估结果判定为不合格；

当动作完整度大于阈值，洗手总时长不短于15秒且单个动作时长不短于2秒时，将评估结果判定为合格。

本发明的有益效果为：本发明通过颜色空间转换，肤色检测，填充算法分割手部图像，并采用手势识别算法对洗手者的洗手动作进行有效识别，进而分析洗手动作质量并记录洗手时长。本发明可以对七步洗手法的洗手动作进行有效的识别，能够对洗手者的洗手质量做出科学的评价并记录存档，对于医护系统的卫生管理工作意义重大。

附图说明

图1为本发明流程图；

图2为本发明的结构图；

其中：1、摄像头；2、水龙头；3、AI计算机；4、RFID读卡器。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

如图1所示，一种洗手质量检测方法，包括以下步骤：

S1、在洗手台上安装摄像头和RFID读卡器，检测并识别RFID卡，识别成功则开启摄像头，并语音播报“开始洗手”提示音；

S2、对摄像头捕获的每一帧图像进行肤色检测，从而实现对手部图像的分割；肤色检测采用基于YCrCb颜色空间的椭圆肤色检测模型；所述肤色检测的工作原理为：在YCrCb颜色空间中，肤色像素点会聚集到一个椭圆区域，将每个RGB像素点转换到YCrCb颜色空间后，在椭圆区域范围内的像素点则判断为皮肤。

S3、对分割得到的图像进行形态学处理，降低图像噪点；形态学处理采用OpenCV中的腐蚀函数与膨胀函数对图像进行处理，去除肤色检测分割出的图像中的噪点。

S4、对形态学处理后的图像进行手势识别，在成功识别到第一个洗手动作时开始计时；

S5、在成功识别到下一个洗手动作时，则停止对上一个洗手动作的计时，并开始对当前动作进行计时；

洗手动作的计时方法为：从成功识别一个洗手动作的第一帧开始计时，直至成功识别最后一个洗手动作的最后一帧结束计时，计时过程中若0.8秒内连续检测该洗手动作均失败，则停止计时。

S6、在结束对最后一个洗手动作的识别后，停止计时，并累计洗手总时长，通过AI计算机计算动作完整度，根据动作完整度得出本次洗手的评估结果，并根据评估结果语音播报“合格”或“不合格”提示音；

动作完整度的计算公式为：

a＝b/c

上式中，a为动作完整度，b为洗手动作识别成功的帧数，c为计时内的总帧数。

评估结果的判定标准为：

当动作完整度小于阈值时，将评估结果判定为不合格；

当洗手总时长短于15秒时，将评估结果判定为不合格；

当单个动作时长短于2秒时，将评估结果判定为不合格；

当动作完整度大于阈值，洗手总时长不短于15秒且单个动作时长不短于2秒时，将评估结果判定为合格。

S7、通过AI计算机根据RFID读卡器识别到的ID序列号记录本次洗手的单个动作时长、动作完整度、洗手总时长及评估结果。

本发明的硬件组成如图2所示，摄像头1安装于水龙头2侧边并以30°的倾斜角固定，以捕获洗手动作。RFID读卡器4安装于洗手台外部。AI计算机3安装于洗手台内部。摄像头1和RFID读卡器4均与AI计算机3连接。

本发明通过颜色空间转换，肤色检测，填充算法分割手部图像，并采用手势识别算法对洗手者的洗手动作进行有效识别，进而分析洗手动作质量并记录洗手时长。本发明可以对七步洗手法的洗手动作进行有效的识别，能够对洗手者的洗手质量做出科学的评价并记录存档，对于医护系统的卫生管理工作意义重大。