心肺复苏急救训练中胸外心脏按摩术的视频监控方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种心肺复苏急救训练中胸外心脏按摩术的视频监控方法。
【背景技术】
[0002]心搏骤停是日常生活中常见的突发情况，患者如得不到即刻及时地抢救复苏，4?6min后会造成患者脑和其他人体重要器官组织的不可逆的损害。因此，心搏骤停后的心肺复苏必须在现场立即进行，这使得心肺复苏术的训练逐渐成为人们日常生存能力的培养的一部分。在心肺复苏术中，以胸外按压为主要方式的胸外心脏按摩术由于对辅助器械需求较低，成为训练的重点。
[0003]为提高心肺复苏术的训练效果，现存大量的辅助训练器械，如模拟假人等。但是，这些训练器械多以施救的结果为反映对象，而对施救的过程缺乏监控，这在胸外心脏按摩术中尤为突出。在胸外心脏按摩术中，错误的姿势进行施救，虽然得到的效果可以与正确姿势相等，但是由于较为费力这样的效果无法持久。而且相对施救者自己来说，使用正确姿势可以获得更高频率的施救动作。所以，正确的姿势是胸外心脏按摩术训练中的一个要点，但是现有的假人等设备仅仅以按压的力度、位置等作为反馈，无法监视施救者的动作。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于，针对上述问题，提出一种心肺复苏急救训练中胸外心脏按摩术的视频监控方法，以实现完整的监测受训练者整个施救过程中姿势是否正确，从而提高训练效果的优点。
[0005]为实现上述目的，本发明采用的技术方案是:
一种心肺复苏急救训练中胸外心脏按摩术的视频监控方法，包括以下步骤:
步骤1、将监视的视频按动作频率截为单幅图像；
步骤2、将上述步骤I得到单幅图像中的相邻时间内两幅图像进行相减，获得视频差图像；
步骤3、将上述步骤2得到的视频差图像运用阈值分割的方法获取二值图像；
步骤4、计算上述步骤3得到的二值图像中黑色像素点所分布区域面，根据面积大小区分正确姿势和错误姿势。
[0006]优选的，所述步骤I具体包括:
步骤101、在0.2-0.5秒范围内确定一个时间周期；
步骤102、以上述步骤101中确定的时间周期，在每个时间周期结束时生成一个阶跃信号;
步骤103、播放视频，当收到阶跃信号的时候进行截图，提取当前视频正在播放的帧作为截取的图像。
[0007]优选的，所述步骤2具体包括:
步骤201、步骤I中截取的单幅图像为RGB图像，将24位RGB图像进行扩位，分别提取每幅单幅图像每个像素点的R、G、B值；
步骤202、将截取的图像按截取的时间顺序，每幅单幅图像均与相邻下一个阶跃信号的截取的单幅图像组成一组，即如共截取η幅图像，则获得η-1组相邻图像；
步骤203、每组图像中，用截取时间靠前的图像中每一个像素点的R、G、B值分别减去后一幅图像相同位置像素点的R、G、B值；
步骤204、每组图像相减后，每个像素点得到一个新的值，将图像相减后得到的所有像素点值归一化后得到像素差RGB图像。
[0008]优选的，所述步骤3具体包括:
步骤301、对上述得到的像素差RGB图像，以R+G+B为特征值，将每个像素点的R、G、B三个值相加，得到像素差灰度图像；
步骤302、画出像素差灰度图像的直方图，通过ostu法确定分割阈值；
步骤303、采用阈值分割的方法将像素差灰度图像分割为二值图像，其中黑色像素点表示由于动作产生的身体移动和手臂动作导致相邻时间两幅图像的差异。
[0009]优选的，所述步骤4具体包括:
步骤401、根据二值图像中黑色像素点的分布，对所有黑色像素点的坐标进行判断，区分去内点和外点；
步骤402、连接所有内点，构成一个多边矩形，计算多边矩形的面积；
步骤403、以图像中多边矩形的面积为二值图像中黑色像素点分布区域的面积，通过一个阈值进行判断，如黑色像素点分布区域的面积大于阈值则判断为出现错误姿势。
[0010]优选的，上述阈值的选取由摄像机标定确定。
[0011]本发明的技术方案具有以下有益效果:
本发明的技术方案，在针对心肺复苏术训练中，引入视频监控的方法，对于胸外心脏按摩术的训练过程进行监控，以训练过程中受训练者的施救动作的姿势是否正确为监控对象。并在视频监控中，以相邻时刻图像的像素差图像进行二值化，从而实现由于动作产生的身体移动和手臂动作在二值图像中表现为黑色像素点。达到完整的监测受训练者整个施救过程中姿势是否正确，从而提高训练效果的目的。
[0012]下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
【附图说明】
[0013]图1为本发明实施例所述的心肺复苏急救训练中胸外心脏按摩术的视频监控方法流程图；
图2a为心肺复苏急救训练中胸外心脏按摩术正确姿势的截图；
图2b为心肺复苏急救训练中胸外心脏按摩术错误姿势的截图；
图3a为本发明实施例所述的心肺复苏急救训练中胸外心脏按摩术正确姿势的视频差二值图结果示意图；
图3b为本发明实施例所述的心肺复苏急救训练中胸外心脏按摩术错误姿势的视频差二值图结果示意图。
【具体实施方式】
[0014]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。
[0015]如图1所示，一种心肺复苏急救训练中胸外心脏按摩术的视频监控方法，具体步骤如下:
1、将监视的视频按动作频率截为单幅图像。由于心肺复苏术中要求“成人按压频率为至少100次/min”，故以0.2-0.5秒为一个时间周期进行截图。正确姿势的截图如图2a所示，和错误姿势的截图如图2b所示。
[0016]1.1、按0.2-0.5秒的范围确定一个时间周期，可以具体选择0.2s,0.3s,0.4s或
0.5s为一个时间周期；
1.2、每个时间周期结束生成一个阶跃信号；
1.3、播放视频，当收到阶跃信号的时候进行截图，提取当前视频正在播放的帧作为截取的图像。
[0017]2、按相邻时间内两幅图像进行相减