[发明专利]基于近红外图像获取最佳静脉穿刺点和方向的系统及方法

权利要求书

1.基于近红外图像获取最佳静脉穿刺点和方向的系统，所述系统包括近红外图像采集模块、图像预处理模块、ROI区域提取模块、特征增强模块、穿刺点及穿刺方向定位模块、图像配准模块；其中：

所述近红外图像采集模块用于采集人体手背的近红外图像，并将采集的图像发送给图像预处理模块；

所述图像预处理模块用于对接收的图像进行灰度化和滤波降噪处理，获得预处理后的图像，并将预处理后的图像发送给ROI区域提取模块；

所述ROI区域提取模块用于提取和拟合手背图像轮廓，根据提取和拟合的手背图像轮廓定位ROI区域位置；并将ROI区域的图像发送给特征增强模块；

所述特征增强模块用于对ROI区域图像中的静脉进行特征增强，获得特征增强后的图像，并对特征增强后的图像进行灰度反转，获得灰度反转后的图像；

所述穿刺点及穿刺方向定位模块用于提取灰度反转后图像的静脉边缘，根据提取的静脉边缘检测静脉横向宽度和静脉骨架位置，并定位穿刺点及穿刺方向；

所述图像配准模块用于将近红外图像中ROI区域的静脉位置信息配准到自然光学图像中，得到在自然光学图像中的最佳静脉穿刺点以及穿刺方向。

2.根据权利要求1所述的基于近红外图像获取最佳静脉穿刺点和方向的系统，其特征在于，所述近红外图像采集模块采集图像时，光源频段为850nm的近红外波段。

3.根据权利要求2所述的基于近红外图像获取最佳静脉穿刺点和方向的系统，其特征在于，所述近红外图像采集模块采集图像时采用的设备为近红外静脉采集器，所述近红外静脉采集器由中央的图像采集孔以及在图像采集孔的周围呈环形均匀分布的12个LED组成，所述12个LED中包括11个红外LED和一个指示用的绿光LED。

4.基于近红外图像获取最佳静脉穿刺点和方向的方法，其特征在于，所述方法具体包括以下步骤：

步骤一、采用近红外静脉采集器采集人体手背的近红外图像，并对采集的图像进行图像灰度化处理，获得灰度化处理后的图像；再使用双边滤波器对灰度化处理后的图像进行滤波降噪，获得滤波降噪后的图像；

从滤波降噪后的图像中提取出手背图像轮廓，并计算出手背图像轮廓的矩特征，根据矩特征计算出手背图像轮廓的中心；

对手背图像轮廓进行拟合，计算出手背图像轮廓的宽度width和下边界点纵坐标y_down；并根据手背图像轮廓的中心的横坐标、宽度width以及下边界点纵坐标y_down选取ROI区域；

步骤二、提取ROI区域内的静脉结构，获取静脉特征增强图像；并对获得的静脉特征增强图像进行灰度反转，得到灰度反转后的图像；

步骤三、利用Canny边缘检测方法提取出灰度反转后图像中的静脉边缘，再根据提取出的静脉边缘进行静脉横向宽度和静脉骨架位置检测；

根据检测出的静脉骨架位置计算方向修正角度，利用方向修正角度对静脉横向宽度进行修正，获得修正后的静脉横向宽度；

根据修正后的静脉横向宽度进行最佳静脉穿刺点以及穿刺方向定位；

步骤四、利用步骤二的方法对人体手背的自然光学图像进行ROI区域的提取，再将近红外图像ROI区域中的静脉位置信息配准到自然光学图像中，得到在自然光学图像中的最佳静脉穿刺点以及穿刺方向。

5.根据权利要求4所述的基于近红外图像获取最佳静脉穿刺点和方向的方法，其特征在于，所述步骤一中，对采集的图像进行图像灰度化处理，获得灰度化处理后的图像，其具体过程为：

对采集的图像的R、G、B三个分量进行加权处理：

Gray(x，y)＝W_R*R(x，y)+W_G*G(x，y)+W_B*B(x，y)

其中，R(x，y)为采集的图像在像素点(x，y)的R分量，G(x，y)为采集的图像在像素点(x，y)的G分量，B(x，y)为采集的图像在像素点(x，y)的B分量，W_R为R(x，y)的加权值，W_G为G(x，y)的加权值，W_B为B(x，y)的加权值，W_R的取值为0.299，W_G的取值为0.587，W_B的取值为0.114。