(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211059767.2 (22)申请日 2022.09.01 (71)申请人 深圳市辉诚实业有限公司 地址 518000 广东省深圳市龙岗区龙岗街 道新生社区仙田路26号厂房A3 01 (72)发明人 汤胜华　 (74)专利代理 机构 深圳锴权知识产权代理事务 所(普通合伙) 44825 专利代理师 罗修华 (51)Int.Cl. A61B 10/00(2006.01) A61B 5/00(2006.01) H04N 5/225(2006.01) H04N 7/18(2006.01) G16H 40/67(2018.01) (54)发明名称 一种具有图像采集功能的咽拭子采集模块 (57)摘要 本发明公开一种具有图像采集功能的咽拭 子采集模块， 涉及图像处理模块， 解决的技术问 题是咽拭子采集问题， 采用的方案是采集模块包 括控制模块、 图像采集模块、 照明模块、 A/D转换 模块、 图像处理模块、 图像诊断模块、 无线通信模 块、 远程监控终端、 图像显示模块和数据共享模 块， 其中所述控制模块与图像采集模块连接， 图 像采集模块通过A/D转换模块与图像处理模块连 接， 所述图像处理模块与图像诊断模块连接， 所 述图像诊断模块通过无线通信模块与远程监控 终端连接， 所述远程监控终端与图像显示模块连 接， 所述图像显示模块与数据共享模块连接。 本 发明通过S变换函数实现咽拭子数据信息处理， 提高了图像数据信息采集和处 理能力。 权利要求书3页 说明书8页 附图2页 CN 115120276 A 2022.09.30 CN 115120276 A 1.一种具有图像采集功能的咽拭子采集模块， 其特 征在于： 包括： 控制模块， 用于控制受试者 咽拭子采集， 以提高受试者 咽拭子采集能力； 图像采集模块， 用于提取受试者咽拭子图像数据信息， 采集信 息包含受试者条码标签、 口腔深度、 口腔粘液、 口腔颜色、 受试者年龄或者受试者性别， 所述图像采集模块包含静态 图像采集和动态视频信息采集； 照明模块， 用于提供采集受试者咽拭子 图像数据信息时的光照， 以提取受试者咽拭子 清晰图像数据信息； A/D转换模块， 用于将提取到的咽拭子图像数据信 息模拟信 息准换为数据信息， 以输出 咽拭子图像数据信息的数字形式； 图像处理模块， 用于处理咽拭子图像数据信 息， 以将包含受试者唾液、 振动或者黑暗不 清楚数据信息过 滤掉； 图像诊断模块， 依据接收到的咽拭子 图像数据信息， 对收集到的咽拭子 图像数据信息 进行疾病诊断， 以输出受试者具体疾病诊断； 无线通信模块， 通过将采集到的咽拭子图像数据信息通过蓝牙、 wifi或者短距离无线 数据信息 接口输出到远程 监控终端， 以提高数据信息的接收和发送能力； 远程监控终端， 通过带有蓝牙、 wifi或者短距离无线数据信息接口的终端接收提取到 的咽拭子图像数据信息； 图像显示模块， 通过视觉显示或者人机交互方式实现所采集到的咽拭子图像数据信 息， 供医生诊断或者观看； 数据共享模块， 将诊断后的数据信息通过蓝牙、 wifi或者短距离无线数据信息接口与 其他数据终端共享； 其中所述控制模块与图像采集模块连接， 图像采集模块通过A/D转换模块与图像处理 模块连接， 所述图像处理模块与图像诊断模块连接， 所述图像诊断模块通过无线通信模块 与远程监控终端连接， 所述远程监控终端与图像显示模块连接， 所述图像显示模块与数据 共享模块连接； 其中图像采集模块为基于TMS320DM8168芯片的图像信息采集模块， 并且所述 TMS320DM8168芯片连接有视频输入接口和视频输出接口； 图像采集模块的方法为图像数据 帧采集方法， 通过以下方法实现咽拭子数据信息采集， 其中 为多个咽拭子数据参数图 像第n帧的图像数据， 数据帧记作为M ×N数组， 在视频数据表示中， M为行点数， N为列点数； 通过余弦相似度计算咽 拭子数据参数图像两帧视频的相似度T(n)， 则不同帧相似度函数记 作为： （1) 在公式 （1） 中， M表 示针孔摄像头拍摄数据信息的行点数， N为列点数， 是第n帧的像 素数组， 为第n‑1帧的像素数组， n  >2， T(n)介于[ ‑1,1]， 在计算过程中， 相似度值变 大， 采集的咽拭子图像信息越清晰， 咽拭子数据参数图像数据信息变化耗时为  Tn， 而 权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115120276 A 2、 、 总耗时为：  （2 ) 通过公式 （2） 进 而计算出采集 咽拭子图像信息的间隔周期。 2.根据权利要求1所述的一种具有图像采集功能的咽拭子采集模块， 其特征在于： 所述 图像采集模块接口兼容视频图像信息 。 3.根据权利要求1所述的一种具有图像采集功能的咽拭子采集模块， 其特征在于： 所述 图像采集模块为双行采样模块， 双行采样模块通过基于 OP07运算放大器的采样电路实现图 像数据信息采集， OP07运算放大器连接有信息采样保持模块， 信息采样保持模块工作方法 为： 双行采样电路采集到咽拭子影像信号后， 将信号输出到信号保持电路的输入端， 当信 号 /H=0时， SMP 04内部开关闭合， OP490反馈回路接通， 则输出端口输出放大后的采样电压， 当输入信号 /H=1时， S MP04内部开关断开， 运放OP490反馈回路闭合， 输出端端口将出电容C 上的最后一次的采样电压 。 4.根据权利要求1所述的一种具有图像采集功能的咽拭子采集模块， 其特征在于： 控制 模块为FPGA+DSP处理模块实现图像采集的控制， 其中DSP处理模块为ATMega328型号的采集 芯片， 集成了14路GPIO接口、 6路PWM接口、 12位ADC接口、 UART串口、 1路SPI接口和1路I2C接 口， FPGA处 理模块为ARTIX‑7系列XC7A10 0T‑2FGG484I芯片。 5.根据权利要求1所述的一种具有图像采集功能的咽拭子采集模块， 其特征在于： A/D 转换模块为ADS8556芯片， A/D转换模块数据采样精度的数学分辨率为  16 位， 数据通道的 采样率为630kSPS。 6.根据权利要求1所述的一种具有图像采集功能的咽拭子采集模块， 其特征在于： 照明 模块为白光LED矩阵照明灯。 7.根据权利要求1所述的一种具有图像采集功能的咽拭子采集模块， 其特征在于： 图像 处理模块包括ARMCortex ‑A8 系列 FPGA控制芯片， 其中图像处理模块采用S变换函数实现 咽拭子数据信息处 理， S变换函数表达式为： （3） 公式 （3） 中， ωh表示患者咽拭子数据信息检测规律曲线， τ表示患者咽拭子数据信息检 测周期，t表示检测过程消耗时间， f表示双曲函数变量， α表示函数 曲线前置系数， β表示函 数曲线后置系数， x表示患者 咽拭子数据信息 矢量变化 量； 影响患者 咽拭子数据信息提取的因素变量 函数记作为： （4） 公式 （4） 中， X表示咽拭子数据信息影响因素变量函数， ξ表示咽拭子数据信息数据变化 幅度，λ表示咽拭子数据信息变量函数曲率， 针对检测的患者咽拭子数据信息状态曲线， 咽 拭子数据信息变化幅度范围在0.32~0.89之间， 咽拭子数据信息幅度函数为：权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115120276 A 3