[发明专利]一种基于红外热释电信息的人体热源判断方法和装置

说明书

本发明公开了一种基于红外热释电信息的人体热源判断方法和装置，该方法包括：采集红外热释电信息，得到对应的时域信号；通过变换从时域信号中提取红外热释电信息的信号特征；基于BP神经网络根据信号特征判断红外热释电信息是否由人体热源产生。通过对环境中的热源的红外信号进行采集，提取热源的频谱信息作为特征，送入BP神经网络进行验证，对静止热源也能够有较高识别率。

技术领域

本发明涉及人体判别技术领域，尤其涉及一种基于红外热释电信息的人体热源判断方法和装置。

背景技术

人体判别技术研究具有重大的应用价值和研究意义。一方面：近年来人们对智能家居越来越感兴趣，而智能家居的控制产品有些已变成家用电器，有些正变成家用电器。空调作为家电中不可或缺的一部分，近十年来，经历了高速发展的阶段。舒适性和节能均成为空调这类高档消费品的重要指标。通过对人体位置和活动量的检测对空调进行智能化控制，减少不必要的温度调节，可以满足舒适与节能的双重指标。然而非人体红外辐射源的干扰使人体检信息测出现错误检测，这将对智能空调的使用产生不必要的电能浪费。另一方面：人们对社会公共安全和家居环境安全提出了更高的技术要求，热释电红外(PIR)探测器作为入侵报警系统中最常见的监控产品之一，存在高误报率的缺点。因此研究一种基于热释电红外信号的人体识别方法是解决错误检测的关键，也是减少电能浪费的有效手段。

人体目标的检测可以主要分为两类：摄像机检测和红外传感器检测。摄像机检测虽然检测与跟踪精度高，但数据处理复杂，价格昂贵，占据较大内存空间并且侵犯隐私，使其的使用受到很大的限制。红外传感器也非常适合人体信息的检测。热释电红外传感器具有价格低，低功率，无接触，隐蔽性好，对光照条件无要求的优点被广泛的运用于智能环境中人体信息的检测。热释电红外传感器能以非接触的形式检测出人体辐射的红外线能量变化，并将其转换成电压信号输出。它通常由2个极性相反的传感元件串联连接，并与1个高阻和1个场效应晶体管组装在一起。由于2个传感元件极性相反，连接信号就会相互抵消而没有输出。因此热释电传感器对环境温度的变化、背景辐射，自身温度变化和受振动产生的随机噪声都具有良好的补偿作用。但是它只对人体的移动或运动敏感，并且探测距离较短。

上世纪90年代中期，日本松下电器公司的人类环境系统开发中心一直致力于基于PIR传感器的人体信息传感的处理研究，并将研究成果应用以智能家居中，包括空调、照明等的控制。1995年Nobuyuki Yoshiike等将人类信息传感器系统用于检测室内人体的状况，人员数量、位置和活动情况。人员数量识别准确率为90％。该研发中心在1997年对系统算法进行了改进，并将其应用于出入大门的数量检测中，计数准确率达到98％。1998年该中心又在原系统基础上增加了4通道距离传感器，并应用在室内人员数量及位置检测，可以检测到人体的不同姿势，且系统的人数识别准确率是93％。2006年韩国釜山国立大学研发了基于PIR探测器阵列的室内检测系统。

然而非人体红外辐射源的干扰使人体信息出现错误检测，这将对智能空调的使用产生不必要的电能浪费，还会带来入侵报警系统的误报。研究一种基于热释电红外信号的人体识别方法是解决错误检测的关键。由于不同的形状的热源在通过PIR检测范围时，将会产生不同的信号，这就为利用热释电传感器进行人体和非人体的检测提供了理论上的依据。虽然PIR探测器在人体和非人体热源的检测中已经取得了一些成果，但还不能同时实现对大范围，静止红外热源的检测，并达到单特征识别率较高的目标。

发明内容

本发明提出了一种对环境中的热源的红外信号进行采集，提取热源的频谱信息作为特征，送入BP神经网络进行验证得到高识别率的人体热源判断方法和装置。

为实现上述设计，本发明采用以下技术方案：

一方面采用一种基于红外热释电信息的人体热源判断方法，包括：

采集红外热释电信息，得到对应的时域信号；

通过变换从时域信号中提取红外热释电信息的信号特征；