[发明专利]基于个性化人体影像数据的体表人体通信建模方法

摘要

本发明提供基于个性化人体影像数据的体表人体通信建模方法，首先获取个性化的人体影像数据；将人体分成头部、躯体、四肢等结构体；再将每个结构体划分成多种组织结构，包括皮肤、脂肪、肌肉和骨骼等；在每幅影像图片上对各个组织的轮廓进行提取，将所有组织的所有结构体重组，获得具有多种组织结构且符合人体外观和主要内部结构的个性化人体模型；在人体模型表面适当位置添加信号电极，以电压或电流形式向人体注入信号。在人体其他位置添加接收电极，获取人体表面电信号。对各个组织和电极进行边界设置。本发明解决了现有技术中基于规则人体几何模型得出的信道特性与实际人体实验结果存在误差的问题。

主权项

基于个性化人体影像数据的体表人体通信建模方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤S01：获取人体影像图集，将图集划分为头、躯干、四肢、胸部和中部五种结构体；步骤S02：依据不同结构体的各自特点，对每幅影像图片中的主要组织进行轮廓划分；步骤S03：将结构体的组织结构进行重组得到对应的结构体模型；步骤S04：将构建好的符合人体几何结构的各部分结构体模型拼接重组，使用人体胸部和中部模型进行人体拼接，获得具有多种组织结构且符合人体外观轮廓和主要内部结构的个性化人体模型；步骤S05：在所述人体模型表面添加发送电极，以电压或电流形式向人体注入电信号，在所述人体模型表面其他位置添加接收电极，获取体表传感器发送的电信号；步骤S06：根据人体组织的不同特性，对人体模型中各组织和电极设置相应的电磁参数；步骤S07：对各个组织和电极进行边界设置，包括：(1)发送电极在体表以电流或电压形式向人体内部组织输入电信号：当输入电流时，γ＝σ+ωε,其中，J0为发送电极输入人体的电流密度，γ＝σ+ωε，σ为电导率，ω为角频率，ε为介电常数，γ为复电导率；当输入电压时，V＝V0，V0表示发送电极输入人体的电压信号，V为发送电极电压值；(2)内部组织边界间的电流和电压连续条件：Js＝Js‑1，Vs＝Vs‑1其中Js和Js‑1表示相邻组织接触面的电流密度，Vs和Vs‑1表示相邻组织接触面的电压，s表示组织层数，s＝5，4，3，2；(3)接收电极与模型表面接触面的电流和电压连续条件：J1＝Jr，V1＝Vr，其中Vr表示接收电极的电压，Jr表示接收电极的电流密度；(4)模型表面与外界的电绝缘条件：步骤S08：以拉普拉斯方程为人体信道的控制方程，结合S07的边界条件，采用电磁场的解析法、半解析法或数值求解方法，获得电信号由发送端传输至接收端的传输方程，计算出路径损耗、相位偏移，估计信道容量、传输速率、误码率，获得人体信道模型；所述步骤S02包括以下具体步骤：四肢和胸部及中部的组织结构划分为皮肤、脂肪、肌肉及骨骼；躯体的组织结构划分为皮肤、脂肪、肌肉、骨骼及内脏；头部的组织结构划分为皮肤、脂肪、肌肉、骨骼及大脑；步骤S03还包括以下步骤：步骤S031：对所述组织结构进行重构；步骤S032：对所述组织结构进行填充；步骤S033：对所述组织结构进行布尔运算，得到组织结构的重组模型。