一种基于人体关键点距离矩阵的防溺水报警方法和系统技术方案

本发明专利技术公开一种基于基于人体关键点距离矩阵的防溺水报警方法和系统，其中，防溺水报警方法包括：实时获取游泳者的游泳视频数据；使用姿态估计网络模型对游泳视频数据进行人体关键点标记，得到游泳者的多个人体关键点的坐标；根据多个人体关键点的坐标，构建得到游泳者的人体关键点距离矩阵；判断人体关键点距离矩阵与预建立的多种溺水状态关键点距离矩阵集合中、任一种溺水状态关键点距离矩阵集合的溺水相似概率是否大于或等于预定溺水相似阈值；若溺水相似概率大于或等于预定溺水相似阈值，则确定游泳者溺水，发送溺水报警信号。本发明专利技术的技术方案能解决现有技术捕捉游泳者信息有限，模型精度不高，且存在误检和漏检的问题。题。题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于人体关键点距离矩阵的防溺水报警方法和系统


[0001]本专利技术涉及溺水预警
，尤其涉及一种基于人体关键点距离矩阵的防溺水报警方法和系统。

技术介绍

[0002]泳池溺水事故的频繁发生引起了社会的广泛关注，因此如何有效地减少溺水事故的发生是当前溺水预警领域的研究重点。现有技术提供了基于可穿戴式防溺水设备和计算机视觉的两类泳池防溺水技术，能够有效地防止泳池溺水事故的发生。
[0003]其中，可穿戴式防溺水设备是指利用可穿戴式防溺水设备内置的各类传感器(如心率传感器、水压传感器和速度传感器等)检测游泳者的内外状态信息。然而，可穿戴式防溺水设备影响了游泳体验，且设计复杂，易受环境干扰。为了解决可穿戴式防溺水设备带来的问题，现有技术提供了基于计算机视觉的泳池防溺水技术。
[0004]基于计算机视觉的泳池防溺水技术利用深度学习模型对游泳者的视频进行目标检测，从而分析游泳者的行为。但是，目前基于计算机视觉的泳池防溺水技术大多是预测游泳者的溺水类别与边框，该预测游泳者的溺水类别和边框的方式捕捉到的游泳者信息有限，其溺水判定规则的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于人体关键点距离矩阵的防溺水报警方法，其特征在于，包括：实时获取游泳者的游泳视频数据；使用姿态估计网络模型对所述游泳视频数据进行人体关键点标记，得到所述游泳者的多个人体关键点的坐标；根据所述多个人体关键点的坐标，构建得到所述游泳者的人体关键点距离矩阵；判断所述游泳者的人体关键点距离矩阵与预建立的多种溺水状态关键点距离矩阵集合中、任一种溺水状态关键点距离矩阵集合的溺水相似概率是否大于或等于预定溺水相似阈值；若所述人体关键点距离矩阵与所述任一种溺水状态关键点距离矩阵集合的溺水相似概率大于或等于预定溺水相似阈值，则确定所述游泳者溺水，发送溺水报警信号。2.根据权利要求1所述的防溺水报警方法，其特征在于，所述使用姿态估计网络模型对所述游泳视频数据进行人体关键点标记，得到所述游泳者的多个人体关键点的坐标的步骤，包括：按照预定数量比例划分所述姿态估计网络模型的训练集、验证集和测试集；将所述训练集、验证集和测试集输入至深度神经网络分别进行训练、验证和测试，得到测试通过的姿态估计网络模型；截取所述游泳视频数据得到多幅游泳图像；将所述多幅游泳图像依次输入至所述姿态估计网络模型的主干网络，提取得到对应的游泳特征图；将所述游泳特征图输入至所述姿态估计网络模型的两分支多阶段卷积神经网络进行预测，分别预测得到人体关键点的位置置信度图和亲和力域；对所述人体关键点的位置置信度图和亲和力域进行最大值匹配，得到所述游泳者的多个人体关键点的坐标。3.根据权利要求1所述的防溺水报警方法，其特征在于，所述根据所述多个人体关键点的坐标，构建得到所述游泳者的人体关键点距离矩阵的步骤，包括：根据所述多个人体关键点的坐标，计算所述多个人体关键点中任意两个人体关键点之间的距离；使用所述多个人体关键点中任意两个人体关键点之间的距离，构建所述游泳者的人体关键点距离矩阵，其中，所述人体关键点距离矩阵为对称矩阵。4.根据权利要求1所述的防溺水报警方法，其特征在于，所述判断所述游泳者的人体关键点距离矩阵与预建立的多种溺水状态关键点距离矩阵集合中、任一种溺水状态关键点距离矩阵集合的溺水相似概率是否大于或等于预定溺水相似阈值的步骤，包括：根据溺水相似概率计算公式：计算所述人体关键点距离矩阵与所述溺水状态关键点距离矩阵集合中溺水关键点距
离矩阵的溺水相似概率，其中，为所述人体关键点距离矩阵，y是所述溺水关键点距离矩阵，为所述溺水状态关键点距离矩阵集合中所有溺水关键点距离矩阵的平均值。5.根据权利要求4所述的防溺水报警方法，其特征在于，所述判断所述游泳者的人体关键点距离矩阵与预建立的多种溺水状态关键点距离矩阵集合中、任一种溺水状态关键点距离矩阵集合的溺水相似概率是否大于或等于预定溺水相似阈值的步骤之前，所述方法还包括：针对多种溺水状态，分别选取每一种溺水状态对应的连续多帧溺水图像；将所述连续多帧溺水图像分别输入至姿态估计网络模型，分别得到每一帧溺水图像对应的多个溺水关键点的坐标；根据所述每一帧溺水图像对应的多个溺水关键点的坐标，计算所述多个溺水关键点中任意两个溺水关键点之间的距离；使用所述多个溺水关键点中任意两个溺水关键点之间的距离，构建每一帧溺水图像对应的溺水关键点距离矩阵；针对每一种溺水状态对应的连续多帧溺水图像，使用所述每一帧溺水图像对应的溺水关键点距离矩阵，构建每一种溺水状态关键点距离矩阵集合；使用所述多种溺水状态中每一种溺水状态关键点距离矩阵集合，构建得到所述多种溺水状态关键点距离矩阵集合。6.根据权利要求1或5所述的防溺水报警方法，其特征在于，所述判断所述游泳者的人体关键点距离矩阵与预建立的多种溺水状态关键点距离矩阵集合中、任一溺水状态关键点距离矩阵集合的溺水相似...

【专利技术属性】
技术研发人员：于中阳，杨文辉，张萌飞，
申请(专利权)人：上海旺链信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：