[发明专利]一种呼吸防护训练评估系统及方法

权利要求书

1.一种呼吸防护训练评估系统，其特征在于，包括：图像采集装置、无线基站和综合分析管理单元，所述图像采集装置，用于获取试验场上参试人员两个以上序列图像并通过基站发送给综合分析管理单元；

综合分析管理单元包括显示装置、第一三维造型生成装置、尺寸获取装置、第二三维造型校正装置和人体参数确定装置，其中，

显示装置包括显示屏，显示屏用于显示被界限框分割成的第一显示区域和第二显示区域，第一显示区域位于显示屏上的界限框所围区域以外，用于显示将图像采集装置获取到的图像进行第一三维造型生成处理后获得的第一三维造型；第二显示区域位于显示屏上的界限框所围区域以内，用于显示将界限框内的第一三维造型进行第二三维造型校正处理后获得的第二三维造型；

第一三维造型生成装置，用于根据图像采集装置所获的参试人员的第一序列图像和第二序列图像生成第一三维造型；

尺寸获取装置，用于获取参试人员的不同语义特征部位的尺寸数据；

第二三维造型校正装置，用于根据尺寸获取装置所获的尺寸数据获得参试人员点云，将界限框内的第一三维造型与参试人员点云进行匹配，生成校正后的与参试人员实际形体相对应的序列第二三维造型，以及

人体参数确定装置，其包括呼吸频率计算单元，呼吸频率计算单元用于根据单位时间内第二三维造型的收扩变化次数确定参试人员的呼吸频率。

2.根据权利要求1所述的呼吸防护训练评估系统，其特征在于，三维造型为胸部、腹部和嘴部，语义特征部位为胸部、腹部和嘴部。

3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述界限框在显示屏上所显示的大小能根据显示装置所接收到的用于指示调整界限框大小参数的指令进行调整。

4.根据权利要求1-3所述的系统，其特征在于，所述第一三维造型生成装置包括：

原始图像获取单元，用于获取参试人员的第一序列图像和第二序列图像；

大小分割单元，用于将所述第一序列图像的每幅图像分割成若干个第一单元图，每个所述第一单元图的平均像素差值均小于或等于第一阈值；

视差图获得单元，用于根据所述第一序列图像的该幅的第一单元图，确定所述第二序列图像中的一幅图像与所述第一单元图相对应的第二单元图，获得所有互相对应的第一单元图和第二单元图之间的平移量，得到视差图；

语义分割单元，用于将所述视差图输入到预先训练好的神经网络模型中进行语义分割，得到语义分割图，所述语义分割图用于区分参试人员不同主义部位的特征；

第一三维造型重建单元，用于对所述语义分割图进行重建，生成第一三维造型，所述第一三维造型用于描述参试人员不同语义部位的特征。

5.根据权利要求1-4所述的系统，其特征在于，所述第一序列图像和第二序列图像为不同的摄像机在不同的视角下针对参试人员所在同一场景所获得的两序列图像。

6.根据权利要求1-5所述的系统，其特征在于，所述第二三维造型校正装置包括：

待校正部位特征获得单元，用于根据界限框与所述用于描述具有不同语义的部位特征的第一三维造型之间的位置关系，获得界限框内所具有的一个或两个以上的不同语义的部位特征；

部位特征三维点云获得单元，用于根据尺寸测量装置所获的与所述界限框内所具有的一个或两个以上的不同语义的部位特征相对应的一个或两个以上的不同语义的特征部位的尺寸数据，获得所述一个或两个以上的不同语义的部位特征的三维点云；

第二三维造型重建单元，用于将界限框内的一个或两个以上的不同语义的部位特征与相应的三维点云进行匹配，生成校正后的与部位实际形体相对应的第二三维造型；

比例缩放单元，用于依据界限框的尺寸对所述第二三维造型进行按比例缩放，以使所述第二三维造型的界限框处的第二切口边缘与第一三维造型的界限框处的第一切口边缘的匹配度大于或等于第二阈值；

缝合单元，用于缝合所述第一切口边缘和第二切口边缘，获得总的三维造型。