[發(fā)明專利]一種家庭環(huán)境下獨(dú)居老人異常行為的監(jiān)測(cè)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310389024.6
• 申請(qǐng)日: 2013-08-31
• 公開（公告）號(hào): CN103425971A
• 公開（公告）日: 2013-12-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 尹宏鵬;柴毅;李艷霞;周佳怡;范敏
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 重慶大學(xué)
• 主分類號(hào): G06K9/00
• 分類號(hào): G06K9/00;H04W4/14
• 代理公司: 北京同恒源知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11275
• 代理人: 趙榮之

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于視頻圖像技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種家庭環(huán)境下獨(dú)居老人異常行為的監(jiān)測(cè)方法。

背景技術(shù)

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，人民生活水平和醫(yī)療衛(wèi)生保障事業(yè)的巨大改善，生育率持續(xù)保持較低水平，我國(guó)人口年齡結(jié)構(gòu)發(fā)生了較大的變化。由第六次全國(guó)人口普查數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)60歲及以上人口占13．26%，比2000年上升2.93個(gè)百分點(diǎn)，我國(guó)老齡化進(jìn)程逐步加快。隨著我國(guó)人口老齡化進(jìn)程的不斷加快，人均期望壽命的延長(zhǎng)和生育率的進(jìn)一步下降，“空巢”現(xiàn)象日趨突出，空巢老人逐年增加。據(jù)首屆全國(guó)智能化養(yǎng)老戰(zhàn)略研討會(huì)介紹，到2050年，我國(guó)臨終無子女的老年人將達(dá)到7900萬(wàn)左右，獨(dú)居和空巢老年人將占54%以上，空巢老人的養(yǎng)老問題，也再次引發(fā)關(guān)注?？粘怖先耸且粋€(gè)特殊的老年群體，由于子女長(zhǎng)期不在身邊，養(yǎng)老服務(wù)人力資源短缺，使得空巢老人的飲食起居完全依靠自己．隨著年齡的增長(zhǎng)，老年人的機(jī)體生理老化的同時(shí)也伴隨著精神活動(dòng)能力減弱，從而使其生活中產(chǎn)生很多安全隱患，易出現(xiàn)摔倒、跌落等意外傷害。因此，如何在空巢老人的家庭環(huán)境下及時(shí)檢測(cè)出摔倒等異常行為，第一時(shí)間通知家人和醫(yī)院，保障空巢老人的安全，是值得我們關(guān)注的重要課題。

目前，異常行為檢測(cè)是一個(gè)研究熱點(diǎn)，具有很大的發(fā)展空間。在現(xiàn)有技術(shù)中，有一種基于動(dòng)作識(shí)別的人體異常行為檢測(cè)與預(yù)警系統(tǒng)，該申請(qǐng)方案提出由攝像頭采集人體運(yùn)動(dòng)圖像，由人體腕套內(nèi)的慣性測(cè)量單元采集人體運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，并分別傳送至主機(jī)，通過主機(jī)內(nèi)置程序根據(jù)人體運(yùn)動(dòng)圖像結(jié)合人體運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)在顯示器上模擬出相關(guān)動(dòng)作畫面，當(dāng)有異常行為發(fā)生時(shí)，會(huì)通過預(yù)警系統(tǒng)報(bào)警。該技術(shù)將運(yùn)動(dòng)圖像與運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行結(jié)合，以實(shí)現(xiàn)人體異常行為的檢測(cè)，但人體手部佩戴的腕套屬于接觸性裝置，采集數(shù)據(jù)時(shí)，會(huì)對(duì)人體的正?；顒?dòng)造成一定影響，使得該技術(shù)的實(shí)用性較低。還有一些方案提出用視頻圖像處理的方法，提取出人群行為的特征，把提取的這些特征運(yùn)用到機(jī)器學(xué)習(xí)模型中，將各種行為特征進(jìn)行分類，得到訓(xùn)練參數(shù)，從而可對(duì)人群異常的行為進(jìn)行檢測(cè)。該方案在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練時(shí)，需要大量的樣本，才能得到較為準(zhǔn)確的參數(shù)，由于人體行為的復(fù)雜多樣性，使得識(shí)別結(jié)果缺乏一定的準(zhǔn)確性保證。同時(shí)，現(xiàn)有的各種方案多采用普通攝像頭直接監(jiān)控，缺乏對(duì)監(jiān)控對(duì)象的隱私保護(hù)。

因此，目前急需一種無需大量樣本、非接觸性、具有一定隱私保護(hù)效果的異常行為監(jiān)控方法來實(shí)現(xiàn)家庭環(huán)境下獨(dú)居老人的異常行為監(jiān)測(cè)。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種家庭環(huán)境下獨(dú)居老人異常行為的監(jiān)測(cè)方法，該方法基于紅外攝像技術(shù)和Blob圖像跟蹤算法，可以對(duì)老人的日常行為進(jìn)行跟蹤檢測(cè)，并在發(fā)生危險(xiǎn)異常情況時(shí)進(jìn)行報(bào)警提示。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種家庭環(huán)境下獨(dú)居老人異常行為的監(jiān)測(cè)方法，包括以下步驟：步驟一：利用紅外線攝像機(jī)進(jìn)行紅外線攝像，獲取視頻圖像信號(hào)；步驟二：采用改進(jìn)的自適應(yīng)混合高斯建模方法進(jìn)行前景檢測(cè)；步驟三：識(shí)別目標(biāo)團(tuán)塊，獲取團(tuán)塊信息；步驟四：對(duì)目標(biāo)團(tuán)塊進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤；步驟五：對(duì)目標(biāo)團(tuán)塊中心進(jìn)行Kalman濾波，得到其預(yù)測(cè)值，預(yù)測(cè)值與實(shí)際值進(jìn)行比較，大于設(shè)定閾值，則判定行為異常，發(fā)送緊急短信。

進(jìn)一步，在步驟二中具體包括以下步驟：21：建立混合高斯背景模型表征圖像幀中的每一個(gè)像素點(diǎn)的特征；22：自適應(yīng)更新背景模型，計(jì)算前景掩膜；23：對(duì)前景掩膜進(jìn)行形態(tài)學(xué)開運(yùn)算和閉運(yùn)算濾波。

進(jìn)一步，所述步驟三中采用基于前景掩膜連通區(qū)域的團(tuán)塊檢測(cè)算法識(shí)別目標(biāo)團(tuán)塊。

進(jìn)一步，所述步驟四中采用MeanShift算法對(duì)目標(biāo)團(tuán)塊進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤。

進(jìn)一步，所述步驟五中發(fā)送緊急短信是基于互聯(lián)網(wǎng)的SMS模塊實(shí)現(xiàn)的。

進(jìn)一步，步驟三中所述的團(tuán)塊信息包括：團(tuán)塊的中心，長(zhǎng)、寬及ID信息。

本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明所述方法基于紅外攝像技術(shù)和Blob圖像跟蹤算法，其中，紅外攝像機(jī)能準(zhǔn)確地探測(cè)熱目標(biāo)，而忽略背景及人體本身豐富的細(xì)節(jié)信息，因此能對(duì)監(jiān)控對(duì)象的隱私起到一定的保護(hù)作用；在基于Blob的跟蹤算法中，能有效方便地獲取目標(biāo)團(tuán)塊的信息，使得實(shí)時(shí)的跟蹤算法得以實(shí)現(xiàn)，同時(shí)，卡爾曼濾波預(yù)測(cè)值與真實(shí)值的差值，作為判定標(biāo)準(zhǔn)，簡(jiǎn)單有效可靠，使得該方法能實(shí)現(xiàn)跌倒異常行為檢測(cè)的目的。同時(shí)，利用紅外視頻進(jìn)行行為監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)了通過非接觸性方式進(jìn)行異常行為監(jiān)測(cè)的目的，且本發(fā)明使用的跟蹤算法實(shí)時(shí)性好，跟蹤目標(biāo)特征易于獲取，運(yùn)算過程迅速，判斷標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)單可靠。

附圖說明

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果更加清楚，本發(fā)明提供如下附圖進(jìn)行說明：

圖1為本發(fā)明所述方法的流程圖；