[發明專利]一種基于時空鄰域特征的泳池溺水檢測方法

有效

• 申請號: 201711079258.5
• 申請日: 2017-11-06
• 公開（公告）號: CN107729874B
• 公開（公告）日: 2020-10-23
• 發明（設計）人: 紀剛;于騰;周粉粉;安帥;周萌萌;商勝楠
• 申請（專利權）人: 青島聯合創智科技有限公司
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/34;G06K9/62;G08B21/08
• 代理公司: 青島高曉專利事務所(普通合伙) 37104
• 代理人: 張世功;于正河

本發明屬于視頻監控技術領域，涉及一種基于時空鄰域特征的泳池溺水檢測方法，以泳池攝像頭拍攝的圖像序列為基礎，通過計算機對上述圖像進行處理來監控檢測，其主要工藝包括以下步驟：一是采用時空片段的特征進行背景建模，二是建立觀測值數據庫用以確定每個像素周圍的領域強度，三是進行前景檢測，包括對通過泳池上方的攝像頭獲得的視頻流進行像素處理和通過對檢測到的前景進行肢體分析，來判斷泳池中的人的肢體位置，當分析結果符合所有溺水特征時，則判斷為溺水，四是報警救援，在檢測到有溺水者時則啟動報警系統及時救援，該監控檢測方法科學準確，能夠準確定位落水者并警報，提升了泳池安全性，只對灰度圖像進行處理，減少了原始數據量。

技術領域：

本發明屬于視頻監控技術領域，涉及一種對泳池溺水行為進行監控和預警的方法，具體涉及一種基于時空鄰域特征的泳池溺水檢測方法。

背景技術：

游泳是一種非常常用且有效的鍛煉方式，頗受人們的喜愛，隨著我國經濟發展和社會的進步，室內游泳場館設施越來越多，但是游泳場館的安全問題不容忽視，室內游泳池中初學者常因不熟悉水性，在水中容易失去身體平衡并嗆水，進而造成溺水事故，而有些已學會的游泳者，由于抽筋、相互間突然的碰撞、突發疾病、精神緊張等也極易可能發生溺水情況。國內游泳池中的檢測系統大都是通過依靠救護人員，判斷是否發生溺水，由于人眼觀察范圍有限，不容易意識到危險情況的發生，導致溺水事故頻繁發生。溺水死亡事故發生于日場與夜場的概率近似。而在夜場開放中普遍存在照明亮度達不到國家規定標準(水面照度不得低于80勒克斯，并備有應急照明燈)的現象，從而導致救生員觀察的范圍受到影響，降低了對游泳者監護的安全性。為有效監控室內泳池游泳者的安全，現有技術中通過以下幾種方式進行溺水報警：一是比較常用的救生員監控手段，救生員在泳池瞭望椅上掃視責任區內的游泳者或通過水上攝像機監控整個泳池的狀況，發現有疑似溺水者時，立即下水營救，此方法成本較低，應用廣泛，但救生員需要保持注意力高度集中，要忍受長時間的精神緊張，易產生工作疲勞，且救生員不易觀察深水中的情況，監控效率較低，很難在第一時間發現溺水者并展開營救；二是游泳者身上攜帶的檢測器：讓游泳者游泳時攜帶一定的監控裝置，如類似褲帶、項環等，例如中國專利201620010416.6公開的一種泳池防溺水安全系統，包括防水手環和監控系統，如果游泳者所處的位置低于設定的安全深度，或者超過一定的設定時間，監測裝置就會發生警告，另外有的監測裝置使用麥克風系統去監測游泳者的心跳和呼吸聲音，并進一步測量這些聲音消失和出現的間隔，從而決定游泳者是否溺水，但是該發明存在誤報率高、系統安裝、使用和維護耗資大的缺陷，因此未被廣泛普及，投入使用；三是簡單的攝像機監控報警系統：把攝像機置于泳池的底部或者安裝在水池的四壁，計算機對視頻簡單處理并計算，從而判斷是否發生溺水，成本低廉，例如中國專利號201120080648.6公開的一種基于攝像網絡的泳池防溺水預警系統，來對泳池進行檢測，但是在室內游泳池場景中，水面波動造成的影響比較大，視頻中看到的場景是動態和隨機的，因此建立的背景模型在合理的學習期間內，不可能將每個像素代表的背景作為觀測值顯示出來，因此，設計一種實用性更好的基于時空鄰域特征的泳池溺水檢測方法，該方法能通過建立一個單一的模型來描述動態背景，場景中的觀測值是通過一個非參數模型來描述，將整個場景中的觀測值進行聚類，并將觀測值從圖像中觀測到的位置分離出來，對該模型進行區域的前景檢測。

發明內容：

本發明的目的在于克服現有技術存在的監控不準確和不到位是的缺點，尋求設計一種基于時空鄰域特征的泳池溺水檢測方法，能夠有效減少數據處理量，并且監控精確度高。

為了實現上述目的，本發明涉及的基于時空鄰域特征的泳池溺水檢測方法具體包括的工藝步驟如下：

一、采用時空片段的特征進行背景建模：