一种住院患者家属出入登记系统及方法

摘要

本发明涉及智慧医疗技术领域，具体涉及一种住院患者家属出入登记系统及方法，包括二维码采集单元，用于获取CMOS摄像头数据，并负责采集患者腕带二维码图；二维码图像处理单元，使用硬件逻辑对所述二维码采集单元采集患者腕带二维码图进行图像灰度化、中值滤波和图像二值化处理；二维码识别单元，用于对所述二维码图像处理单元处理后的图像进行二维码符号的识别，并输出识别结果；信息显示单元，用于显示二维码识别单元输出的识别结果，同时限定时间戳、出入次数以及患者腕带二维码中的患者信息。本发明减少了后期运算量，增加了系统运算效率，解决了患者家属出入病区，均需登记，现采用手工登记，程序复杂繁琐的问题。

说明书

技术领域

本发明涉及智慧医疗技术领域，具体涉及一种住院患者家属出入登记系统及方法。

背景技术

二维码能够存储商品的生产数据，如制造日期、原产地等，具有信息容量大、译码可靠性高以及读取速度快等优点，广泛应用于工业、农业、生物医疗检测等领域。准确识别二维码所包含的信息对商品数据的高效采集、分类、存储等具有重要的意义。

现有医院病区患者多，出入频繁，有时因检查，有时因购物，或有其他事情，管控复杂。疫情原因，医院病房加强管控人员出入，如患者家属出入病区，均需登记，现采用手工登记，程序复杂繁琐，因此如果设计一款电子扫描患者腕带二维码进行登记录入，而家属采用身份证进行登记，准确录入人员出入情况。

现有的二维码识别设备已能满足目前大部分应用需求，但对于污损的二维码以及由于拍照角度而造成的变形的二维码识别率还不是很高，在这方面的识别能力需要提高，另外识读速度也需要进一步提高以提高效率。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明公开了一种住院患者家属出入登记系统及方法，用于解决上述问题。

本发明通过以下技术方案予以实现：

第一方面，本发明提供了一种住院患者家属出入登记系统，包括

患者腕带二维码，为几何图形在平面分布的、黑白相间的、记录数据符号信息的图形，用于记录住院患者的基本信息；

二维码采集单元，用于获取CMOS摄像头数据，并负责采集患者腕带二维码图；

二维码图像处理单元，使用硬件逻辑对所述二维码采集单元采集患者腕带二维码图进行图像灰度化、中值滤波和图像二值化处理；

二维码识别单元，用于对所述二维码图像处理单元处理后的图像进行二维码符号的识别，并输出识别结果；

信息显示单元，用于显示二维码识别单元输出的识别结果，同时限定时间戳、出入次数以及患者腕带二维码中的患者信息。

更进一步的，所述二维码图像处理单元首先将所述二维码采集单元采集的彩色图像转化为灰度图像，然后对图像进行二值化处理，将二维码转换成黑白条码，进而转化为二进制信息；再根据二维码的编码规则进行译码和纠错。

更进一步的，所述二维码图像处理单元进行中值滤波时，建立一个滤波窗口，使当前像素作为窗口的中心点，按灰度值大小对窗口中的其他像素进行排序，以中间灰度值代替当前像素的灰度值，使窗口在图像中自左向右、自上向下逐像素进行移动，实现对整幅图像的中值滤波。

更进一步的，所述二维码识别单元对患者腕带二维码进行定位，并对版本和格式信息的读取、消除掩模、获取数据及纠错、码字划分及译码。

更进一步的，所述二维码识别单元根据构建的采样网络采样左上角位置探测图形周围的格式信息，对其进行译码纠错，获取符号的纠错等级和掩模图形参考；若左上角格式信息译码失败，则采样位于右上角和左下角的格式信息进行译码。

更进一步的，所述二维码识别单元对格式信息译码得到掩模图形参考后，对符号编码区数据进行异或处理消除掩模，获取符号的版本和纠错等级后，根据前面所述的符号字符的布置进行逆向处理，获取最初的码字序列块。

更进一步的，所述二维码识别单元进行译码时，具体步骤如下：

将白色和黑色模块识别成由“1”和“0”组成的二维数组；

读取二维码的格式信息，对格式信息模块进行错误纠正、辨别纠错的等级并得到掩膜图案；

通过对该二维码的版本信息的读取，得到其版本；

将编码区域与掩膜图案做异或操作，根据二维码模块的排列规则读取相应的符号字符；

根据模式指示符和字符计数指示符，把数据码字分割为各个部分；根据二维码自身使用的模式进行解码，获取最后的数据字符。

更进一步的，所述二维码采集单元使用Sobel检测算子对患者腕带二维码的每个点，对其上下左右四个方向相邻点的灰度值取加权差，然后将其加权差的和作为图像边缘检测结果进行输出，进而得到患者腕带二维码的图像轮廓。

更进一步的，所述二维码采集单元包括图像采集组件和主控制单元和从控制单元；

所述图像采集组件包括多个接口，每一所述接口与一个所述从控制单元连接；

所述主控制单元用于产生所述图像采集组件所需的时序控制信号，所述图像采集组件用于采集图像数据；

各个所述从控制单元用于根据从所述图像采集组件接收的采样时钟完成所述数据通道和所述时序控制通道的串并转换，以及用于根据串并转换后的时序控制通道通过各自对应的数据通道获取部分CMOS摄像头数据。

第二方面，本发明提供了一种住院患者家属出入登记方法，包括以下步骤：

S1由二维码采集单元获取CMOS摄像头数据，并采集患者腕带二维码图；

S2使用硬件逻辑对所述二维码采集单元采集患者腕带二维码图进行图像灰度化、中值滤波和图像二值化处理；

S3对二维码图像处理单元处理后的图像进行二维码符号的识别，并输出识别结果；

S4显示二维码识别单元输出的识别结果，同时显示时间戳、出入次数以及患者腕带二维码中的患者信息。

本发明的有益效果为：

本发明对采集的患者腕带二维码图像进行预处理可以降低噪声，降低噪声对图像造成的不良影响，使用图像二值化，减少照明不均匀对图像产生的影响同时减少数据量提高后期运算速度。并可对产生畸变的二维码进行校正使其能够被识别，减少了后期运算量，增加了系统运算效率。进而解决了患者家属出入病区，均需登记，现采用手工登记，程序复杂繁琐的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是一种住院患者家属出入登记方法的原理步骤图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

本实施例提供了一种住院患者家属出入登记系统，包括

患者腕带二维码，为几何图形在平面分布的、黑白相间的、记录数据符号信息的图形，用于记录住院患者的基本信息；

二维码采集单元，用于获取CMOS摄像头数据，并负责采集患者腕带二维码图；

二维码图像处理单元，使用硬件逻辑对所述二维码采集单元采集患者腕带二维码图进行图像灰度化、中值滤波和图像二值化处理；

二维码识别单元，用于对所述二维码图像处理单元处理后的图像进行二维码符号的识别，并输出识别结果；

信息显示单元，用于显示二维码识别单元输出的识别结果，同时限定时间戳、出入次数以及患者腕带二维码中的患者信息。

本实施例对采集的患者腕带二维码图像进行预处理可以降低噪声，降低噪声对图像造成的不良影响。

本实施例使用图像二值化，减少照明不均匀对图像产生的影响同时减少数据量提高后期运算速度。

本实施例对产生畸变的二维码进行校正使其能够被识别，减少了后期运算量，增加了系统运算效率。进而解决了患者家属出入病区，均需登记，现采用手工登记，程序复杂繁琐的问题。

实施例2

在具体实施层面，本实施例提供一种二维码图像处理方法，由于摄像头拍摄的图像经常会引入噪声，并且拍摄角度、光照的影响都将影响拍摄的患者腕带二维码图像的质量，另外还有患者腕带二维码本身污损等原因，拍摄的图像需要先进行图像预处理，以便能正确识别图像中的患者腕带二维码符号。

本实施例患者腕带二维码图像预处理主要包含图像的灰度化、滤波、二值化等。

本实施图像灰度化，由于摄像头采集到的图像通常都是彩色的，包含R(红)、G(绿)、B(蓝)三种颜色分量，因而图像的数据量较大。为了在后续的图像处理过程中减少图像数据处理量，加快图像处理速度，在图像预处理过程中先将采集到的彩色图像转为灰度图像，这样处理后图像只包含亮度分量，大大减少了图像的数据量。彩色图像转灰度图像的方法是提取图像中的亮度分量。

本实施例图像滤波，摄像头采集的图像有时会引入噪声，也就是通常说的噪点，另外也可能QR码符号本身有一些污点，因而在进行后续处理之前需要对采集的QR码符号图像进行滤波。

本实施例图像中值滤波可以有效滤除摄像头和其他方式引入的噪声，并能很好的保持图像的边沿。

本实施例中值滤波的实现方式为：建立一个滤波窗口(窗口大小可变)，使当前像素作为窗口的中心点，按灰度值大小对窗口中的其他像素进行排序，以中间灰度值代替当前像素的灰度值，使窗口在图像中自左向右、自上向下逐像素进行移动，实现对整幅图像的中值滤波。

实施例3

本实施例在实施例1的基础上，提供一种二维码图像处理单元，首先将所述二维码采集单元采集的彩色图像转化为灰度图像，然后对图像进行二值化处理，将二维码转换成黑白条码，进而转化为二进制信息；再根据二维码的编码规则进行译码和纠错。

本实施例二维码图像处理单元进行中值滤波时，建立一个滤波窗口，使当前像素作为窗口的中心点，按灰度值大小对窗口中的其他像素进行排序，以中间灰度值代替当前像素的灰度值，使窗口在图像中自左向右、自上向下逐像素进行移动，实现对整幅图像的中值滤波。

本实施例二维码识别单元对患者腕带二维码进行定位，并对版本和格式信息的读取、消除掩模、获取数据及纠错、码字划分及译码。

本实施例二维码识别单元根据构建的采样网络采样左上角位置探测图形周围的格式信息，对其进行译码纠错，获取符号的纠错等级和掩模图形参考；若左上角格式信息译码失败，则采样位于右上角和左下角的格式信息进行译码。

本实施例二维码识别单元对格式信息译码得到掩模图形参考后，对符号编码区数据进行异或处理消除掩模，获取符号的版本和纠错等级后，根据前面所述的符号字符的布置进行逆向处理，获取最初的码字序列块。

本实施例二维码识别单元进行译码时，具体步骤如下：

将白色和黑色模块识别成由“1”和“0”组成的二维数组；

读取二维码的格式信息，对格式信息模块进行错误纠正、辨别纠错的等级并得到掩膜图案；

通过对该二维码的版本信息的读取，得到其版本；

将编码区域与掩膜图案做异或操作，根据二维码模块的排列规则读取相应的符号字符；

根据模式指示符和字符计数指示符，把数据码字分割为各个部分；根据二维码自身使用的模式进行解码，获取最后的数据字符。

本实施例二维码采集单元使用Sobel检测算子对患者腕带二维码的每个点，对其上下左右四个方向相邻点的灰度值取加权差，然后将其加权差的和作为图像边缘检测结果进行输出，进而得到患者腕带二维码的图像轮廓。

本实施例二维码采集单元包括图像采集组件和主控制单元和从控制单元；

所述图像采集组件包括多个接口，每一所述接口与一个所述从控制单元连接；

所述主控制单元用于产生所述图像采集组件所需的时序控制信号，所述图像采集组件用于采集图像数据；

各个所述从控制单元用于根据从所述图像采集组件接收的采样时钟完成所述数据通道和所述时序控制通道的串并转换，以及用于根据串并转换后的时序控制通道通过各自对应的数据通道获取部分CMOS摄像头数据。

实施例4

参照图1所示，本实施例提供一种住院患者家属出入登记方法，包括以下步骤：

S1由二维码采集单元获取CMOS摄像头数据，并采集患者腕带二维码图；

S2使用硬件逻辑对所述二维码采集单元采集患者腕带二维码图进行图像灰度化、中值滤波和图像二值化处理；

S3对二维码图像处理单元处理后的图像进行二维码符号的识别，并输出识别结果；

S4显示二维码识别单元输出的识别结果，同时显示时间戳、出入次数以及患者腕带二维码中的患者信息。

综上，本发明对采集的患者腕带二维码图像进行预处理可以降低噪声，降低噪声对图像造成的不良影响，使用图像二值化，减少照明不均匀对图像产生的影响同时减少数据量提高后期运算速度。并可对产生畸变的二维码进行校正使其能够被识别，减少了后期运算量，增加了系统运算效率。进而解决了患者家属出入病区，均需登记，现采用手工登记，程序复杂繁琐的问题。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。