[发明专利]一种基于智能手机平台的校园霸凌检测方法

摘要

一种基于智能手机平台的校园霸凌检测方法，涉及模式识别和动作识别领域。是为了适应对校园暴力行为进行主动检测的需求。本发明基于内置三轴加速度计和三轴陀螺仪的智能手机平台，提出一种校园霸凌检测系统，该系统通过动作识别、语音情感识别和精神压力识别，检测可能存在的身体暴力和言语欺凌，并在检测出霸凌事件后自动短信报警。本发明适用于校园霸凌检测。

主权项

一种基于智能手机平台的校园霸凌检测方法，其特征是：在校园内的每个人体身上佩戴一个智能手机，所述智能手机内嵌一个三轴加速度计、一个三轴陀螺仪、一个麦克风、一个短信模块和一个GPS模块；在一个周期下，对于每个人体的检测，均由以下步骤实现：步骤一、同时执行步骤二和步骤三；步骤二、通过一个三轴加速度计和一个三轴陀螺仪分别采集每个时间周期下人体的加速度和陀螺仪数据，并根据采集到的加速度的垂直向量和两个水平轴的合向量在每个时间周期内的变化量，以及根据采集到的陀螺仪三轴合向量的均值和方差在每个时间周期下的变化量，并分别与预设的“霸凌动作”的加速度门限值和“霸凌动作”的陀螺仪门限值进行对比，如果比较结果为同时超过，则执行步骤四；否则，则执行步骤五；所述“霸凌动作”的加速度门限值和“霸凌动作”的陀螺仪门限值的设定方法为：以时间周期为间隔，采用多人多周期分别模拟“殴打”、“推搡”、“推倒”、“行走”、“奔跑”和“跳跃”动作，并通过一个三轴加速度计和一个陀螺仪分别采集每个时间周期下人体的加速度和陀螺仪数据，并根据采集到的加速度的垂直向量和两个水平轴的合向量在每个时间周期内的变化量，以及根据采集到的陀螺仪三轴合向量的均值和方差在每个时间周期下的变化量，设定“霸凌动作”的加速度门限值和“霸凌动作”的陀螺仪门限值；步骤三、通过麦克风采集人体所在环境中的个人语音数据和他人语音数据，并同时进行步骤三一和步骤三二；步骤三一、语音情感识别：从步骤三中采集到的本身语音数据中提取梅尔频率倒谱系数(MFCC)语音特征，并与预设的“快乐”语音特征、“愤怒”语音特征、“悲伤”语音特征、“中性”语音特征、“恐惧”语音特征进行相似度比较，将相似度最高的语音特征作为本次提取的他人梅尔频率倒谱系数(MFCC)语音特征的结果，如果该结果为“言语欺凌”，则执行步骤四；如果该结果为“日常会话”，则执行步骤五；所述“快乐”语音特征、“愤怒”语音特征、“悲伤”语音特征、“中性”语音特征和“恐惧”语音特征的设定方法为：以时间周期为间隔，采用多人多周期分别模拟“快乐”、“愤怒”、“悲伤”、“中性”和“恐惧”的情感，并通过麦克风采集每个周期的语音数据，对每个周期的语音数据提取MFCC语音特征，将该语音特征分成“快乐”语音特征、“愤怒”语音特征、“悲伤”语音特征、“中性”语音特征和“恐惧”语音特征5类，并作为预设结果；步骤三二、从步骤三中采集到的本身语音数据中提取本身梅尔频率倒谱系数(MFCC)语音特征，并与预设的“高度精神压力”语音特征、“中度精神压力”语音特征、“低度精神压力”语音特征进行相似度比较，将相似度最高的语音特征作为本次提取的本身梅尔频率倒谱系数(MFCC)语音特征的结果，如果该结果为“霸凌”，则执行步骤四；如果该结果为“非霸凌”，则执行步骤五；所述“高度精神压力”语音特征、“中度精神压力”语音特征、“低度精神压力”语音特征的设定方法为：以时间周期为间隔，采用多人多周期分别模拟高度精神压力、中度精神压力和低度精神压力的情感，并通过麦克风采集每个周期的语音数据，对每个周期的语音数据提取MFCC语音特征，将该语音特征分成“高度精神压力”语音特征、“中度精神压力”语音特征、“低度精神压力”语音特征3类，并作为预设置结果；步骤四、采用佩戴的短信模块向监控终端发出报警短信，并采用GPS模块向监控终端发出GPS信号；步骤五、结束该周期的霸凌检测。