睡眠安全的监控系统及方法技术方案

本发明专利技术提出一种基于人体检测的睡眠安全的监控系统，通过红外／近红外摄像头拍摄人体睡眠的图像，然后对图像中监控区域内的人体部分进行分析，确定睡眠者是否踢被子、是否接近床的边缘、是否掉下床、是否睡醒等，然后根据分析的结果进行报警。红外／近红外光源不会对人产生影响，因此不会对使用者的睡眠产生干扰。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及家庭智能监控领域，特别是关于一种睡眠安全的监控系统及其方法。
技术介绍
儿童包括婴儿由于体质弱、抵抗力差，如果睡眠时着凉可能会引起生病，因此，儿 童包括婴儿的睡眠状况是许多家长关心的。可是家长由于工作、休息等的需要，不可能一 直陪伴在睡着的孩子旁边。许多家长在晚上睡觉时由于想着孩子是不是踢了被子、是不是 半夜醒了等问题而经常睡不踏实，甚至一个晚上去孩子的房间多次。如果存在一种监控系 统，当儿童的睡眠状况出现问题时，可以通过提示音提示睡着的或者不在身边的监护人员， 可以让监护人员第一时间发现问题并进行解决，这样不仅可以提高儿童的睡眠质量，也可 以使监护人员放心地做自己的事情，给她们提供了许多时间。由于是监控睡眠状况，监控系 统的存在不应该对睡眠造成干扰。目前已有的家庭用的视频监控系统多是基于可见光环境 的，对于睡眠情况监控的应用，可见光的存在可能会降低被监控者的睡眠质量，如果，可见 光的强度过低，会降低监控系统的监控效果。对儿童睡眠状况的监控系统还很少，除了踢被 子等情况，目前对儿童是否掉下床等相关状况的监控报警系统还很少。当然，儿童的睡眠监控是其中一个方面，此类情况也可以推广到各种病人或者老 人的睡眠监控中。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种睡眠安全的监控系统，能够对睡眠者的状态进行监控 并及时报警提醒监控者。本专利技术的另一目的在于提供一种睡眠安全的监控方法，其能够对睡眠者的状态进 行监控并及时报警提醒监控者。为达成前述目的，本专利技术提供一种睡眠安全的监控系统，该睡眠安全的监控系统 包括图像采集单元，采集监控图像；图像分析单元，其包括人体检测模块、床体检测模块及比较模块，人体检测模块检 测人体位置，床体检测模块检测床体的位置，比较模块比较人体检测模块检测到的人体的 中心位置和床体检测模块检测到的床体的中心位置，比较模块在人体的中心位置与床体的 中心位置的距离大于预定值时输出应当发出人体位于床边缘，在床体范围内未检测到人体 时输出应当发出人体掉下床的报警的输出信号；报警信息输出单元，其依据比较模块的输出信号发出报警信息。本专利技术还提供一种睡眠安全的监控方法，该睡眠安全的监控方法包括对监控范围进行图像采集；对采集的图像进行图像分析，该图像分析过程包括对人体和床体进行检测，若检 测到人体中心与床体中心的距离大于预定值，则判断人体位于床边缘，或在床体范围内未检测到人体则判断人体掉下床；依据前述图像分析结果，输出报警信息。本专利技术的，通过对图像中监控区域内的人体位置与床 体位置的关系进行分析，确定人体在床体中的位置，然后根据分析的结果进行报警。这样不 仅可以提高睡眠者的睡眠质量，也可以使监护人员放心地做自己的事情，给她们提供了许 多时间。附图说明图1为实施例中睡眠安全的监控系统的结构框图。图2为实施例中睡眠安全的监控系统的流程图。图3A为实施例中踢被监控方法的其中一个实施例的流程图。图3B为实施例中踢被监控方法的其中一个实施例的流程图。图3C为实施例中踢被监控方法的其中一个实施例的流程图。图3D为实施例中踢被监控方法的其中一个实施例的流程图。图4为实施例中人掉下床监控方法的流程图。图5为实施例中人在床边缘监控方法的流程图。图6为实施例中睡醒监控方法的流程图。图7为实施例中梦魇监控方法的流程图。具体实施方式本专利技术的详细描述主要通过程序、步骤、逻辑块、过程或其他象征性的描述来直接 或间接地模拟本专利技术技术方案的运作。为透彻的理解本专利技术，在接下来的描述中陈述了很 多特定细节。而在没有这些特定细节时，本专利技术则可能仍可实现。所属领域内的技术人员 使用此处的这些描述和陈述向所属领域内的其他技术人员有效的介绍他们的工作本质。换 句话说，为避免混淆本专利技术的目的，由于熟知的方法和程序已经容易理解，因此它们并未被 详细描述。此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本专利技术至少一个实现方式中 的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一 个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。此外，表示一个或多 个实施例的方法、流程图或功能框图中的单元顺序并非固定的指代任何特定顺序，也不构 成对本专利技术的限制。请参阅图1所示，其显示本专利技术一个实施例中睡眠安全的监控系统100的结构框 图。如图1所示，睡眠安全的监控系统100包括图像采集单元1、图像分析单元2以及报警 信息输出单元3。下面将分别介绍各单元的结构。所述图像采集单元1包括监控区域设定单元11及监控摄像头12。监控区域设定单元11用于设定监控范围。为了保证监控需要的范围，通常摄像头 都安装在较高的位置，此时摄像头摄像的区域中有些是不需要监控的，为了减少后续图像 分析的运算量，可以只将床及其附近的区域设定为监控区域。由于床一般为矩形，因此可以 通过监控区域设定单元11将四条首尾相连的线段确定的框内的区域作为监控区域。监控摄像头12用于采集视频图像。对于睡眠情况监控的应用，可见光的存在可能 会降低被监控者的睡眠质量，如果，可见光的强度过低，会降低监控系统的监控效果，因此 本专利技术的一个实施例中，所述监控摄像头12采用的是固定红外/近红外摄像头，并从摄像 头获取图像。红外/近红外摄像头是指工作在红外/近红外波段的摄像头，要求摄像头的 镜头能够通过可见光，传感器能够响应对应波段的光线，并进行成像。红外光是指波长大于 700nm的光线，人眼对这个波长的光线是感应不到的，因此利用此波长的光源作为主动光 源，不会引起人的不适。常用的是波长为850nm左右的近红外光源和对应的摄像头。在本 专利技术的一个实施例中只是利用一个摄像头，在其他实施例中也可以采用两个或多个摄像头 从多个角度进行监控。请继续参阅图1所示，在一个实施例中前述图像分析单元2包括监控功能选择单 元21以及人脸检测模块22、人体检测模块23、床体检测模块24、被子检测模块25以及比较 模块26。监控功能选择单元21用于选定需要执行的监控功能。所述监控功能可以包括多 种监控功能，包括踢被检测、睡觉位置检测、掉下床检测、梦魇检测、睡醒检测等，每种功能 的实现将在后面具体的图像分析过程部分中进行详细介绍。针对不同的年龄、不同的睡眠 环境，需要的监控功能可能是不同的。比如，孩子使用的是四周带有围栏的儿童床，孩子就 不会存在掉下床的危险，因此睡觉位置检测和掉下床检测就是不需要的；如果孩子使用的 是睡袋，就不会存在踢掉被子的可能，也就不需要进行踢被检测。根据需要选择少的监控功 能，可以降低系统的运算量，降低对设备的要求。因此，在进行监控之前可以通过监控功能 选择单元21选择需要进行的监控功能。人脸检测模块22检测人脸的状态，其进一步包括表情分析模块221、眼睛检测模 块222和哭泣检测模块223。表情分析模块221分析人脸的表情状况，其包括一个经过输入 多个正常睡觉表情及非正常睡觉表情的图像训练得到的一个正常睡觉表情与非正常睡觉 表情的分类器(未图示)，进行表情分析时输入图像经过该分类器即可确定是正常睡觉表 情还是非正常睡觉表情。眼睛检测模块222检测睡眠者眼睛是否睁开。哭泣检测模块223 分析人体是否在哭泣，例如通过检测人脸的嘴巴是否张开，人体的脸部是否有眼泪等方式 来判断人体是本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王俊艳，
申请(专利权)人：无锡中星微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：32