[发明专利]一种基于热红外成像的婴幼儿睡姿智能识别方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于热红外成像的婴幼儿睡姿智能识别方法及装置，属婴幼儿监控与监护领域。

背景技术

婴儿安全监护倍受家长重视，婴儿睡姿监护是婴儿安全监控的重要组成部分，婴儿被衣物覆盖脸部或婴儿趴睡等极易造成婴儿窒息，监护人应该及时有效地发现和处理类似重要事件。现有的婴儿睡眠监护技术主要是通过视频监控，这种监控需要监护人时刻主动关注显示终端，与人工监控一样，往往容易造成重要婴儿事件不被及时发现和处理，特别是晚上监护人熟睡时。也有极少数技术试图对监控视频进行分析、智能识别婴儿睡姿。比如专利【一种婴儿睡姿智能识别方法及装置，申请号：201210227711.3】，该专利由样例特征建模、实时特征分析和报警判决三部分组成，样例特征建模部分需要人工模拟生成婴儿睡姿样例特征模板、实时特征分析部分需要人工设置睡姿检测分析区域，离智能识别还有不少距离，并且睡姿样例建模的准确性及实时匹配识别的正确率对婴儿穿衣服多少、盖被子厚薄等极为敏感。专利【一种睡姿识别方法及装置，申请号：201310260875.0】，该专利包括获取测量空间内被看护对象各关节的关节点信息，根据获取的关节点信息判断被看护对象的睡姿是否异常，若睡姿异常，则发出警报。该专利利用红外线发射器及摄影器获取婴幼儿各关节的关节点信息，其准确性及据此判别睡姿的正确率同样对婴儿穿衣服多少、盖被子厚薄等极为敏感。

 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足提供一种基于热红外成像的婴幼儿睡姿智能识别方法及装置。

本发明所采用的技术方案是：

基于热红外成像的婴幼儿睡姿智能识别方法，婴幼儿睡眠热红外图像采集模块通过热成像仪实时采集婴幼儿睡眠过程中热红外图像，热红外图像通过视频接口传输给热红外图像识别处理模块，热红外图像识别处理模块检测鼻孔或口腔的位置以及婴幼儿的头部区域位置，并根据检测到的鼻孔或口腔相对头部区域的位置判别婴幼儿的头部睡姿。当判别结果为婴儿被衣物覆盖脸部或婴儿趴睡等危险或存在安全隐患的睡姿时，则触发预警模块发出报警、通知监护人。

该方法包含以下步骤：

S1：婴幼儿睡眠热红外图像采集；

S2：检测鼻孔或口腔的位置；

S3：检测婴幼儿头部的位置；

S4：根据检测到的鼻孔或口腔相对头部的位置判别婴幼儿的头部睡姿；

S5：在睡姿存在安全隐患的情况下预警通知监护人。

所述步骤S2热红外图像识别处理模块检测鼻孔或口腔的位置，具体方法如下：

首先，对热红外视频信号区域整体扫描，检测连续多帧间温度高低交错有规律起伏变化区域，确定鼻孔或口腔的可能位置。

然后，通过对热红外视频信号进行窄带通滤波处理确认鼻孔或口腔的位置，窄带通滤波处理采用中心频率为4.26um的窄带通滤波器。

所述步骤S3热红外图像识别处理模块检测头部区域的位置，具体方法如下：

首先，对热红外图像进行图像增强、高通滤波，根据人体、特别是头部比环境温度高的特征，初步进行头部区域边界分割、确定头部区域位置。

然后，根据鼻孔或口腔的位置包含于头部区域之内，结合鼻孔或口腔的位置，正式确定头部区域位置。

所述步骤S4热红外图像识别处理模块根据检测到的鼻孔或口腔相对头部区域的位置判别婴幼儿的头部睡姿，睡姿包括但不限于仰卧、俯卧、左侧卧、右侧卧或折中卧向（例如，头部斜向一侧，背部平躺在床面上）的睡姿。

用于上述方法的基于热红外成像的婴幼儿睡姿智能识别装置，包括热红外图像采集模块、视频接口、热红外图像识别处理模块和预警模块，其特征在于通过热成像仪非接触式采集婴幼儿睡眠过程中热红外图像，热成像仪通过视频接口连接热红外图像识别处理模块，热红外图像识别处理模块的报警输出连接预警模块。预警模块为震动提醒器及声光报警器。