一种基于图像采集技术的睡眠监测方法及系统技术方案

本发明专利技术公开一种基于图像采集技术的睡眠监测方法及系统。方法包括：获取所述摄像头采集的所述投影区域内的网格状或圆环形的投影图像；所述投影图像为由所述投影装置投影到投影区域内形成的网格状或圆环形的图像；所述投影装置由发光装置和分光装置组成，所述发光装置发射出单束光线，由分光装置将所述单束光线分成网格状或圆环形，并投影在投影区域内；利用形状搜索分析所述投影图像中发生扭曲的区域中符合预设条件的区域的数量以及发生扭曲的区域的扭曲情况，得到睡眠人数和每个人的睡眠姿态。本发明专利技术利用网格状或圆环形投影，并对投影图像进行扭曲情况分析，可以实现对多人的睡眠监测。

Sleep monitoring method and system based on image acquisition technology

The invention discloses a sleep monitoring method and a system based on image acquisition technology. The method includes: obtaining the projection image projection area of the camera in a grid or a ring; image of the projected image on the projection device projection area to form a grid or a ring; the projection device comprises a light emitting device and the light emitting light device. A single beam of light emitting device, a light dividing device of the single beam of light into a grid or a ring, and the projection on the projection area; using shape search with the number of preconditions twisted and distorted region region regional analysis of the projection distortion occurred in the image, get the number of sleep and everyone's sleeping posture. The invention uses gridding or annular projection, and analyzes the distortion of the projection image, so as to realize the sleep monitoring for the plurality of people.

【技术实现步骤摘要】
一种基于图像采集技术的睡眠监测方法及系统
本专利技术涉及睡眠监测领域，特别是涉及一种基于图像采集技术的睡眠监测方法及系统。
技术介绍
随着社会的发展，竞争日益激烈，给人们的生活造成一定的压力，从而对大部分人的睡眠造成一定的影响，因此，睡眠监测技术成为人们关注的热点。目前可以实现睡眠监测的手段多种多样，比如智能手环等设备的使用越发普遍。然而智能手环直接接触人体，必须佩戴在身上才能实现睡眠监测，对睡眠质量产生一定的影响。基于上述理由，技术人员开始研发非接触式的睡眠监测技术，比如利用红外监控摄像机采集人体头部区域和胸腹区域的视频图像，利用体感设备采集人体的姿态信息，获取人体的睡眠信息；通过在人体睡眠时对人脸进行识别对比，实现对睡眠状态的监测；通过对胸部或腹部照射光，并检测反射光的变化对人体的呼吸进行分析，得到睡眠时的呼吸信号。然而，以上各种技术中的每个装置都只能对单人睡眠进行监测，监测人数受到限制。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于图像采集技术的睡眠监测方法及系统，打破了现有技术中只能对单人进行睡眠监测的限制，可以同时对多人进行睡眠监测。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：一种基于图像采集技术的睡眠监测方法，包括：获取所述摄像头采集的所述投影区域内的网格状或圆环形的投影图像；所述投影图像为由所述投影装置投影到投影区域内形成的网格状或圆环形的图像；所述投影装置由发光装置和分光装置组成，所述发光装置发射出单束光线，由分光装置将所述单束光线分成网格状或圆环形，并投影在投影区域内；利用形状搜索分析所述投影图像中发生扭曲的区域中符合预设条件的区域的数量以及发生扭曲的区域的扭曲情况，得到睡眠人数及每个人的睡眠姿态。可选的，所述利用形状搜索分析所述投影图像中发生扭曲的区域中符合预设条件的区域的数量以及发生扭曲的区域的扭曲情况，得到睡眠人数及每个人的睡眠姿态，具体包括：通过对比网格线或圆环线的长度确定所述投影图像中发生扭曲的区域；将所述发生扭曲的区域的面积与单人面积阈值做对比，确定单人区域和人数；在每个所述单人区域内，根据所述投影图像的扭曲情况，确定胸腔区域；结合所述胸腔区域的位置、人体结构和所述投影图像的扭曲情况，确定头部区域和腿部区域；根据所述胸腔区域、头部区域和腿部区域的位置，结合所述投影图像的扭曲情况，确定人体的睡姿。可选的，所述利用形状搜索分析所述投影图像中发生扭曲的区域中符合预设条件的区域的数量以及发生扭曲的区域的扭曲情况，得到睡眠人数及每个人的睡眠姿态，具体包括：根据所述投影图像的扭曲情况，确定胸腔区域；确定所述睡眠人数，所述睡眠人数为所述胸腔区域的数量；结合所述胸腔区域的位置、人体结构和所述投影图像的扭曲情况，确定头部区域和腿部区域；根据所述胸腔区域、头部区域和腿部区域的位置，结合所述投影图像的扭曲情况，确定人体的睡姿。可选的，所述根据所述投影图像的扭曲情况，确定胸腔区域，具体包括：计算发生扭曲的网格线或圆环线的横向长度和扭曲形状；确定所述横向长度在所述胸腔阈值范围内并且扭曲形状为弧形的区域为胸腔区域。可选的，所述结合所述胸腔区域的位置、人体结构和所述投影图像的扭曲情况，确定头部区域和腿部区域，具体包括：确定位于所述胸腔区域一侧、所述横向区域的宽度小于头部宽度阈值并且扭曲形状不规则的区域为头部区域；确定位于所述胸腔区域的另一侧并且所述扭曲形状呈现两个山脊状的区域为腿部区域。可选的，在所述利用形状搜索分析所述投影图像中发生扭曲的区域中符合预设条件的区域的数量以及发生扭曲的区域的扭曲情况，得到睡眠人数及每个人的睡眠姿态之后，还包括：统计所述胸腔区域的所述投影图像的变化情况，得到呼吸信息。可选的，所述统计所述胸腔区域的所述投影图像的变化情况，得到呼吸信息，具体包括：检测所述胸腔区域中发生起伏变化的网格或圆环，得到起伏网格或起伏圆环；标记所述起伏网格或起伏圆环；利用像素累加法计算所述起伏网格或起伏圆环在每帧所述投影图像中相对上一帧投影图像产生的相对像素变化；统计所有所述投影图像的相对像素变化，得到相对像素变化数据库；分析所述相对像素变化数据库得到呼吸数据。本专利技术还公开了一种基于图像采集技术的睡眠监测系统，包括：图像获取模块，用于获取所述摄像头采集的所述投影区域内的网格状或圆环形的投影图像；所述投影图像为由所述投影装置投影到投影区域内形成的网格状或圆环形的图像；所述投影装置由发光装置和分光装置组成，所述发光装置发射出单束光线，由分光装置将所述单束光线分成网格状或圆环形，并投影在投影区域内；扭曲分析模块，用于利用形状搜索分析所述投影图像中发生扭曲的区域中符合预设条件的区域的数量以及发生扭曲的区域的扭曲情况，得到睡眠人数及每个人的睡眠姿态。可选的，所述扭曲分析模块，具体包括：扭曲区域确定单元，用于通过对比网格线或圆环线的长度确定所述投影图像中发生扭曲的区域；面积对比单元，用于将所述发生扭曲的区域的面积与单人面积阈值做对比，确定单人区域和人数；胸腔区域确定单元，用于在每个所述单人区域内，根据所述投影图像的扭曲情况，确定胸腔区域；其他区域确定单元，用于结合所述胸腔区域的位置、人体结构和所述投影图像的扭曲情况，确定头部区域和腿部区域；睡姿确定单元，用于根据所述胸腔区域、头部区域和腿部区域的位置，结合所述投影图像的扭曲情况，确定人体的睡姿。可选的，所述扭曲分析模块，具体包括：胸腔确定单元，用于根据所述投影图像的扭曲情况，确定胸腔区域；人数确定单元，用于确定睡眠人数，所述睡眠人数为所述胸腔区域的数量；其他区域确定单元，用于结合所述胸腔区域的位置、人体结构和所述投影图像的扭曲情况，确定头部区域和腿部区域；睡姿确定单元，用于根据所述胸腔区域、头部区域和腿部区域的位置，结合所述投影图像的扭曲情况，确定人体的睡姿。根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：本专利技术通过对睡眠区域进行网格状或圆环形投影，检测所述投影图像中发生扭曲的网格或圆环的区域的数量可以判断出睡眠的人数，并对每个人所在区域进行监测，打破了现有技术中的监测技术受到的睡眠人数的限制。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术第一实施例的睡眠监测装置的结构图；图2为本专利技术第一实施例的睡眠监测装置的投影装置的结构图；图3为本专利技术第一实施例的基于图像采集技术的睡眠监测方法的流程图；图4为本专利技术第一实施例的基于图像采集技术的睡眠监测方法中确定睡眠人数和睡姿的方法流程图；图5为本专利技术第一实施例的基于图像采集技术的睡眠监测方法中获取的网格状的投影图像的结构图；图6为本专利技术第一实施例的基于图像采集技术的睡眠监测方法中确定呼吸信息的方法流程图；图7为本专利技术第二实施例的基于图像采集技术的睡眠监测方法中确定睡眠人数和睡姿的方法流程图；图8为本专利技术第三实施例的基于图像采集技术的睡眠监测系统的系统结构图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于图像采集技术的睡眠监测方法，其特征在于，包括：获取所述摄像头采集的所述投影区域内的网格状或圆环形的投影图像；所述投影图像为由所述投影装置投影到投影区域内形成的网格状或圆环形的图像；所述投影装置由发光装置和分光装置组成，所述发光装置发射出单束光线，由分光装置将所述单束光线分成网格状或圆环形，并投影在投影区域内；利用形状搜索分析所述投影图像中发生扭曲的区域中符合预设条件的区域的数量以及发生扭曲的区域的扭曲情况，得到睡眠人数及每个人的睡眠姿态。

【技术特征摘要】
1.一种基于图像采集技术的睡眠监测方法，其特征在于，包括：获取所述摄像头采集的所述投影区域内的网格状或圆环形的投影图像；所述投影图像为由所述投影装置投影到投影区域内形成的网格状或圆环形的图像；所述投影装置由发光装置和分光装置组成，所述发光装置发射出单束光线，由分光装置将所述单束光线分成网格状或圆环形，并投影在投影区域内；利用形状搜索分析所述投影图像中发生扭曲的区域中符合预设条件的区域的数量以及发生扭曲的区域的扭曲情况，得到睡眠人数及每个人的睡眠姿态。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用形状搜索分析所述投影图像中发生扭曲的区域中符合预设条件的区域的数量以及发生扭曲的区域的扭曲情况，得到睡眠人数及每个人的睡眠姿态，具体包括：通过对比网格线或圆环线的长度确定所述投影图像中发生扭曲的区域；将所述发生扭曲的区域的面积与单人面积阈值做对比，确定单人区域和人数；在每个所述单人区域内，根据所述投影图像的扭曲情况，确定胸腔区域；结合所述胸腔区域的位置、人体结构和所述投影图像的扭曲情况，确定头部区域和腿部区域；根据所述胸腔区域、头部区域和腿部区域的位置，结合所述投影图像的扭曲情况，确定人体的睡姿。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用形状搜索分析所述投影图像中发生扭曲的区域中符合预设条件的区域的数量以及发生扭曲的区域的扭曲情况，得到睡眠人数及每个人的睡眠姿态，具体包括：根据所述投影图像的扭曲情况，确定胸腔区域；确定所述睡眠人数，所述睡眠人数为所述胸腔区域的数量；结合所述胸腔区域的位置、人体结构和所述投影图像的扭曲情况，确定头部区域和腿部区域；根据所述胸腔区域、头部区域和腿部区域的位置，结合所述投影图像的扭曲情况，确定人体的睡姿。4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述根据所述投影图像的扭曲情况，确定胸腔区域，具体包括：计算发生扭曲的网格线或圆环线的横向长度和扭曲形状；确定所述横向长度在所述胸腔阈值范围内并且扭曲形状为弧形的区域为胸腔区域。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述结合所述胸腔区域的位置、人体结构和所述投影图像的扭曲情况，确定头部区域和腿部区域，具体包括：确定位于所述胸腔区域一侧、所述横向区域的宽度小于头部宽度阈值并且扭曲形状不规则的区域为头部区域；确定位于所述胸腔区域的另一侧并且所述扭曲形状呈现两个山脊状的区域为腿部区域。6.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，在所...

【专利技术属性】
技术研发人员：党鑫，韦然，
申请(专利权)人：天津工业大学，
类型：发明
国别省市：天津,12