[發(fā)明專利]基于計算機視覺的幼師體罰小孩行為檢測方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010957754.1
• 申請日: 2020-09-12
• 公開（公告）號: CN112084966A
• 公開（公告）日: 2020-12-15
• 發(fā)明（設計）人: 李小紅;孫猛猛
• 申請（專利權）人: 李小紅
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/62;G06N3/04;G06T7/246;G06T17/00;H04L29/08;G06F30/13
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明涉及一種基于計算機視覺的幼師體罰小孩行為檢測方法，該方法含有以下步驟：1.使用槍機攝像頭拍攝幼師和小孩的圖像，經目標檢測網絡檢測處理，通過幼師和小孩的包圍框中心點的L2距離判斷兩者是否存在交互；2.若存在交互，則使用球機攝像頭拍攝幼師和小孩的圖像，經網絡處理后獲取幼師和小孩的二維骨骼關鍵點信息和三維姿態(tài)序列信息；3.當檢測到幼師的三維姿態(tài)為彎腰體罰姿態(tài)，且小孩的三維姿態(tài)為低頭蜷縮站立姿態(tài)時，將檢測到的多幀連續(xù)圖像中幼師肢體關鍵點投影到BIM地面上，當幼師肢體的移動速度大于閾值時，則認為存在幼師體罰小孩行為；本發(fā)明可即時檢測幼師是否體罰小孩，檢測準確率高，效率高，實時性好。

(一)、技術領域

本發(fā)明涉及一種行為檢測方法，特別涉及一種基于計算機視覺的幼師體罰小孩行為檢測方法。

(二)、背景技術

幼兒是祖國的未來，幼兒園是幼兒快樂成長的地方，幼兒不僅要在幼兒園度過美好的童年時光，而且還要在幼兒園接受學前教育，在幼師的幫助和教育下學會良好的社會認知，與幼兒園小朋友建立良好的人際關系，養(yǎng)成良好的行為和習慣，初步形成完整的健康性格，獲得認知自然和社會的能力，這對幼兒將來的成長起到十分重要的作用。然而，由于幼兒園老師的素質參差不齊，近年來，幼師虐待體罰幼兒的事件時有發(fā)生，給幼兒的身心健康帶來了巨大的傷害，也給幼兒幼小的身心蒙上了心理陰影，同時也給社會的穩(wěn)定留下了一定的隱患。因此，需要對幼兒園教室和寢室進行必要的實時監(jiān)控，特別是對幼師體罰虐待幼兒的行為，一旦發(fā)現(xiàn)，應立即發(fā)出報警信號，制止并對幼師做出相應的處罰，保護幼兒身心的健康發(fā)展。

近年來，已有不少有關檢測異常行為的現(xiàn)有技術，如打架行為檢測等，基本是針對特定場景，也能起到一定的檢測作用，但其缺點也是很明顯的，漏檢誤檢嚴重，不適合幼兒園這種有高要求的場合。

申請?zhí)枮?01510658151.0的授權專利公布了一種幼師體罰小孩行為的檢測方法，該方法通過背景建模及前景識別提取運動前景塊，實現(xiàn)幼師體罰小孩行為的檢測，但幼兒園中圖像背景較為復雜，幼兒年齡小又好動，幼師行為多變，造成該方法不能準確提取前景目標，且采用光流法進行運動前景的檢測跟蹤耗時長效率低，因此實時性及實用性都較差。

(三)、發(fā)明內容

本發(fā)明要解決的技術問題是：提供一種基于計算機視覺的幼師體罰小孩行為檢測方法，該方法可即時檢測幼師是否體罰小孩，檢測準確率高，效率高，實時性好。

本發(fā)明的技術方案：

一種基于計算機視覺的幼師體罰小孩行為檢測方法，含有以下步驟：

步驟1、構建幼兒園區(qū)域的BIM(建筑信息模型)及其信息交換模塊，即以建筑信息數(shù)據(jù)為基礎，建立起三維建筑空間模型和建筑信息的有機綜合體；建筑信息模型主要包含獲取相機感知信息、相應的地理位置信息、內部設施、傳感器以及幼兒園當前環(huán)境的信息，信息交換模塊是一種BIM的數(shù)據(jù)庫的訪問模塊；建立幼兒園BIM是為了實時展示幼兒園情況，幫助監(jiān)管人員更加準確的獲取幼師體罰小孩的位置信息，并及時在BIM中生成預警任務，以便監(jiān)管人員及時發(fā)現(xiàn)幼師惡劣行為，及時制止并對其進行懲治。

步驟2、幼兒園區(qū)域布置有槍球聯(lián)動攝像頭，槍球聯(lián)動攝像頭中含有槍機攝像頭和球機攝像頭，使用槍機攝像頭進行拍攝，采集包含有幼師和小孩的圖像，作為目標檢測神經網絡的輸入數(shù)據(jù)；

步驟3、使用目標檢測網絡對步驟2所采集到的包含有幼師和小孩的圖像進行檢測處理，獲取幼師的包圍框和小孩的包圍框，計算幼師的包圍框中心點和小孩的包圍框中心點之間的L2距離；

目標檢測網絡的具體訓練要素包括：

(1)使用幼兒園各槍機攝像頭采集幼師和小孩的圖像，作為目標檢測網絡的輸入；

(2)所拍攝的幼師和小孩的圖像經過歸一化處理，即將圖像矩陣的值域變?yōu)閇0,1]之間的浮點數(shù)，以便模型更好地收斂；