[发明专利]基于人种检测的人员生理状态识别平台

说明书

技术领域

本发明涉及生理参数检测领域，尤其涉及一种基于人种检测的人员生理状态识别平台。

背景技术

当前，各种生理参数检测仪器都存在以下缺陷：检测机制单一，每一个仪器一般只用于检测一项生理参数；检测机制落后，检测仪器的结构冗余度不高，精度不够精确；由于被测人员存在四种人种，由于历史的积累和进化的不同步，每一种人种的生理参数的预警阈值都不相同，现有技术缺乏基于人种检测的智能化检测手段，导致检测结果偏差较大。

现有技术中并不存在能够同时解决上述技术问题的设备与机制，尤其在人种识别方面，甚至无法作到采用人工肉眼进行识别，根据识别结果选择不同的阈值参数，更不用说采用机器自动识别的方式了。

因此，本发明提出了一种基于人种检测的人员生理状态识别平台，能够将被测人员的血糖信号和脑电波信号放在一个检测机制下进行检测，同时改善现有的生理参数检测设备的结构，实现不同人种不同检测预警阈值的检测模式，从而提高检测结果的精度，避免出现误诊的情况发生。

发明内容

为了解决现有技术存在的技术问题，本发明提供了一种基于人种检测的人员生理状态识别平台，将血糖检测设备和脑电波检测设备集中在一个检测仪器内同时工作，优化现有的检测设备的结构，更关键的是，对于世界上现存的四种人种，采用高精度图像识别的技术进行人种识别，并根据人种识别的结果自适应地设置各个生理参数预警阈值。

根据本发明的一方面，提供了一种基于人种检测的人员生理状态识别平台，所述识别平台包括血糖监控子系统、脑电波监控子系统、人种检测子系统和ARM11处理芯片，所述血糖监控子系统基于所述人种检测子系统的检测结果对被测人员血糖参数进行提取，所述脑电波监控子系统对被测人员脑电波状态进行监控，所述ARM11处理芯片基于所述血糖监控子系统和所述脑电波监控子系统的监控结果识别出被测人员的生理状态。

更具体地，在所述基于人种检测的人员生理状态识别平台中，包括：图像采集设备，用于对被测人员面部进行拍摄，以获得被测人员面部图像；对比度增强设备，与所述图像采集设备连接，用于接收所述被测人员面部图像并对其进行对比度增强处理，以获得增强图像；中值滤波设备，与所述对比度增强设备连接，用于对所述增强图像执行像素窗口5×5的中值滤波，以滤除所述增强图像中的点噪声，获得中值滤波图像；低通滤波设备，与所述中值滤波设备连接，用于去除所述中值滤波图像中的随机噪声，获得低通滤波图像；同态滤波设备，与所述低通滤波设备连接，用于对所述低通滤波图像执行压缩亮度范围处理，以获得同态滤波图像；特征提取设备，与所述同态滤波设备连接，包括图像分割子设备和特征向量识别子设备，所述图像分割子设备用于将所述同态滤波图像中的面部目标从拍摄背景处识别并分割出来以获得面部子图像；所述特征向量识别子设备与所述图像分割子设备连接，基于所述面部子图像确定被测人员面部的8个几何特征：欧拉孔数、圆度、角点数、凸凹度、光滑度、长径比、紧密度和主轴角度，并将所述8个几何特征组成特征向量；人种识别设备，与所述特征提取设备连接，采用8输入4输出的单隐层BP神经网络，以被测人员面部的8个几何特征作为输入层神经元，输出层为被测人员的人种类型，所述被测人员的人种类型为白色人种、黄色人种、棕色人种和黑色人种四种类型中的一种；静态存储器，用于预先存储人种生理参数对照表，所述人种生理参数对照表保存了白色人种、黄色人种、棕色人种和黑色人种四种类型中的每一种类型对应的基准脉搏范围、基准窦性心率范围、基准PR间隔范围、基准QT间期范围、基准血糖上限浓度、基准血糖下限浓度、基准血氧饱和度上限浓度和基准血氧饱和度下限浓度；检测电极，设置在被测人员头部上，用于检测大脑的神经元活动通过离子传导到达大脑皮层而形成的电压变化量；前置差分放大器，与所述检测电极连接，用于对所述电压变化量进行放大；第一低通滤波器，与所述前置差分放大器连接，用于将放大后的电压变化量进行100Hz低通滤波，以输出第一滤波信号；两级工频陷波器，与所述第一低通滤波器连接，用于对所述第一滤波信号进行两级工频陷波处理，以输出陷波信号；高通滤波器，与所述两级工频陷波器连接，用于对所述陷波信号进行0.1Hz高通滤波，以输出第二滤波信号；电平调节电路，与所述高通滤波器连接，对所述第二滤波信号进行电平调节处理，以为后续模数转换做准备；模数转换电路，与所述电平调节电路连接，将经过电平调节处理后的第二滤波信号进行8位的模数转换，以获得被测人员的脑电波数字信号；酶电极传感器，包括参比电极、对极电极和工作电极三个电极，工作电极上固定有葡萄糖氧化酶，其中，当被测人员的被测血样滴落在工作电极的测试区域时，工作电极上固定的葡萄糖氧化酶与被测血样中的葡萄糖发生化学反应，工作电极上的响应电流与被测血样中的葡萄糖浓度呈线性关系；放大电路，与所述酶电极传感器连接，用于接收并放大工作电极上的响应电流；第二低通滤波器，与所述放大电路连接，用于接收并滤除响应电流中的高频成分；ARM11处理芯片，与所述第二低通滤波器连接，基于预设比例系数和滤波后的响应电流计算被测人员的血糖浓度，其中，预设比例系数为决定工作电极上的响应电流与被测血样中的葡萄糖浓度之间线性关系的比值；所述ARM11处理芯片还与所述模数转换电路连接，用于接收脑电波数字信号；其中，所述ARM11处理芯片当所述脑电波数字信号中出现α波和β波时，输出浅睡眠识别信号，当所述脑电波数字信号中出现θ波和δ波时，输出深睡眠识别信号，当所述血糖浓度在预设血糖上限浓度时，发出血糖浓度过高识别信号，当所述血糖浓度在预设血糖下限浓度时，发出血糖浓度过低识别信号；其中，ARM11处理芯片还与人种识别设备和静态存储器分别连接，基于人种识别设备输出的被测人员的人种类型在所述人种生理参数对照表中确定基准脉搏范围、基准窦性心率范围、基准PR间隔范围、基准QT间期范围、基准血糖上限浓度、基准血糖下限浓度、基准血氧饱和度上限浓度和基准血氧饱和度下限浓度，并作为预设脉搏范围、预设窦性心率范围、预设PR间隔范围、预设QT间期范围、预设血糖上限浓度、预设血糖下限浓度、预设血氧饱和度上限浓度和预设血氧饱和度下限浓度。