[发明专利]一种基于GMM和时序模型的跌倒实时检测方法

权利要求书

1.一种基于GMM和时序模型的跌倒实时检测方法，其特征在于：所述跌倒实时检测方法包括以下步骤：

1)背景建模；

2)形态学处理：进行一次开运算，消除细小噪声干扰，进行一次闭运算，填补连通区域空白；

3)运动目标检测：设定连通区域阈值，剔除过小的运动目标，标定人体运动目标；

4)判定人体轮廓宽高比变化：在连通区域检测的基础上，标定人体轮廓宽高比的值，根据该值的变化，作为判定人体摔倒的初步依据；

5)构造重心状态矩阵：相邻两帧的重心点(x₀,y₀)、(x₁,y₁)，将重心状态由传统的帧间欧式距离分割成四个分量，分别是水平方向速率、水平加速度值和垂直方向速率、垂直加速度值，即重心状态矩阵||v_x|,v_y,|a_x|,a_y|^T；

6)指数平滑法更新：利用指数平滑法对重心状态矩阵进行更新，更新公式如下：

|vx|vy|ax|ay=(1-alph)*|vx|vy|ax|ay+alph*|vx′|vy′|ax′|ay′---(1)]]>

其中，alph为重心状态变化的学习率，|v_x|表示重心在当前帧的水平速率值，|v'_x|表示重心在上一帧的水平速率值，v_y表示重心当前帧的垂直速率值，v'_y表示重心上一帧的垂直速率值，|a_x|表示重心当前帧的水平加速度值，|a'_x|表示重心上一帧的水平加速度值，|a_y|表示重心当前帧的垂直加速度值，|a'_y|表示重心垂直方向的速度值；

7)给定跌倒阈值矩阵如下：

threshold=|vxth|vyth|axth|ayth---(2)]]>

其中threshold表示阈值矩阵，|v_xth|表示跌倒发生时重心水平速率值，v_yth表示跌倒发生时重心垂直速度阈值，|a_xth|表示跌倒发生时重心水平加速度阈值，a_yth表示跌倒发生时重心垂直加速度阈值；

8)根据测试数据，垂直方向与水平方向的阈值权重如下分别为a和1-a，a为0～1之间的小数，给出如下的跌倒检测公式：

fall=a1-aa1-a×(|vx|vy|ax|ay-|vxth|vyth|axth|ayth)T---(3)]]>

其中，fall为跌倒检测判断参数，如果fall值大于等于阈值thFall，判定跌倒发生，thFall值根据实验环境给定。