[發明專利]一種判斷老年人摔倒行為及身體平衡能力的方法

在審

• 申請號: 201410633427.5
• 申請日: 2014-11-13
• 公開（公告）號: CN104361321A
• 公開（公告）日: 2015-02-18
• 發明（設計）人: 侯振杰;陸中秋;陳永康;吳卓燃;張建;陳宸
• 申請（專利權）人: 侯振杰
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/66;G06T17/00;G06F3/01
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及行為識別判斷領域，具體涉及一種判斷老年人摔倒行為及身體平衡能力的方法。

背景技術

我國已經進入人口老齡化快速發展時期，據全國老齡辦統計數據顯示，目前有近一半的老人屬于城鄉空巢家庭或類空巢家庭。專家預計，到2030年我國老齡人口將近3億，而空巢老人家庭比例或將達到90％，這意味著屆時將有超過兩億的空巢老人。由于無人照顧，老人突發疾病搶救不及時，生命也時常受到威脅，這是″空巢″老人面臨的一個重要問題--安全。根據世界疾病控制與防護中心提供的數據，每年超過三分之一的年齡大于65歲的老人死于意外摔倒，摔倒成為老人受傷和死亡的重要原因。因此促進了科學家在近幾年對于摔倒識別的研究。摔倒可能發生在行走或站立的時候。隨著年齡的增長，老年人更有可能會摔倒。有研究指出，每年上年紀的老人至少摔倒一次。同時，從數據中顯示摔倒也是引起死亡的重要因素。摔倒的人需要緊急的協助。同時，對于老人的日?？醋o，往往依靠人員在旁陪同，耗費人力，老人在家中身體健康狀況，也僅僅是老人感到不舒服之后才能得到通知，因此，我們的目的就是開發一個高效的、準確的老年人監護系統，對于老人損害性行為進行識別，對于老人健康，能動態的檢測。

人體行為識別研究形式多樣，內容豐富，既有手勢識別、表情分析等局部的識別研究，也有針對獨立個體的行為識別研究，還包括群體間的交互行為分析等。總體來說按照數據采集方式可以將人體行為識別研究分為基于非視覺的方式和基于視覺的方式。

基于非視覺的方式主要是利用放置在人體或者人的活動空間內的傳感器獲取人體運動參數。這種方法獲取的人體運動參數較為精確，卻會給人們生活帶來不便。

相對于前者，基于視覺的方式能夠獲得更豐富的信息，目前基于視覺的方式是人體行為識別研究的主流方法。

發明內容

本發明的目的之一在于提供一種判斷老年人摔倒行為及身體平衡能力的方法，利用該方法能有效識別人體行為，從而正確判斷老年人摔倒行為及平衡能力，及時提供救助及給予相應的鍛煉建議。

本發明提供一種判斷老年人摔倒行為的方法，包括如下步驟：獲取人體場景深度數據；對所述深度數據進行處理，獲取人體關鍵部位深度數據；根據所述人體關鍵部位深度數據，構建人體行為3D框；根據所述3D框變化判斷老年人摔倒行為。

進一步的，所述的根據3D框變化判斷老年人摔倒行為的步驟包括：計算出所述3D框的各邊運動加速度和中心高度；將所述計算得到的數據輸入支持向量機(support?vector?machine，SVM)分類器中進行分類；檢測出摔倒行為的數據。

進一步的，所述的對深度數據進行處理，獲取人體關鍵部位深度數據步驟包括：利用所述場景深度圖體識別出人體遮照圖；利用所述人體深度遮照圖得到人體分割圖；利用所述人體分割圖識別出人體關鍵骨骼節點，得到人體關鍵部位深度數據。

本發明還提供一種判斷老年人身體平衡能力的方法，包括如下步驟：采集人體按照交互提醒做出的平衡功能測試動作；獲取人體場景深度數據；對所述深度數據進行處理，獲取人體關鍵部位深度數據；根據所述人體關鍵部位深度數據，構建人體行為3D框；根據所述各關鍵部位及所述3D框的變化，計算判斷老年人身體平衡能力。

進一步的，所述的對深度數據進行處理，獲取人體關鍵部位深度數據步驟包括：利用所述場景深度圖體識別出人體遮照圖；利用所述人體深度遮照圖得到人體分割圖；利用所述人體分割圖識別出人體關鍵骨骼節點，得到人體關鍵部位深度數據。

進一步的，所述的根據各關鍵部位及3D框的變化，計算判斷老年人身體平衡能力的步驟包括：計算出頭部與軀干骨骼的坐標向量和身體中心坐標；確定所述3D框的平面法向量；計算所述坐標向量與所述平面法向量的角度余弦值；計算所述角度余弦值變化與所述身體中心坐標移動速度；根據所述角度余弦值變化和所述身體中心坐標移動速度判斷老人平衡能力。

進一步的，上述判斷老年人身體平衡能力的方法還包括平衡功能測試有簡易的起立-行走計時測試和全面的Berg平衡量表測試。

附圖說明

圖1所示為本發明實施例判斷老年人摔倒行為的方法流程圖。

圖2所示為本發明實施例換判斷老年人身體平衡能力的方法流程圖。

圖3所示為本發明實施例人體場景深度示意圖。

圖4所示為本發明實施例人體遮照示意圖。

圖5所示為本發明實施例人體分割示意圖。

圖6所示為本發明實施例人體關鍵骨骼點示意圖。

圖7所示為本發明實施例人體行為3D框示意圖。