一种养老院老人危险行为监测方法技术

本发明专利技术公开了一种养老院老人危险行为监测方法，旨在克服现有技术中存在的对老人跟踪准确率低、行为分析效果差、行为识别算法调用频繁、系统负载大以及监控效果过分依赖设备性能等问题，本方法的特征在于使用监控摄像机、视频采集卡、个人PC机、显示器、报警音箱结合个人PC机中的轮廓检测程序模块、跟踪程序模块、行为识别程序模块，基于目标跟踪与行为识别相结合的方法对养老院老人日常生活中的活动状态进行监测并对老人的危险和异常行为进行报警。本方法监测效率高、对老人行为识别度高、运行成本低廉，具有较好的实用性和推广前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种计算机视觉
的方法，具体涉及一种养老院老人危险行为的监测方法。
技术介绍
通过查询和检索，得到与本专利技术
相近的现有技术及其存在的问题如下:1.中国专利公布号为CN 102547216A，公布日为2012年7月4日，专利技术名称为一种用于重大危险源的视频图像监控系统，该专利技术中谈到一种将监控系统应用于重大危险源的视频图像检测系统。该专利通过将不同种类的摄像机有机的组合起来，构成了一个复杂有效的系统。但该系统有着两个缺点，使得该系统无法有效的应用到养老院的老人危险行为监控中:(1)该系统的投资过大，数量过多的高性能摄像机虽然能够全方位多角度的监控，但是在养老院资金有限的情况下，普通监控摄像机才是最佳选择。(2)全人工监控，心理学的研究表明，当员工长时间从事单调工作时，员工的注意力下降，反应速度也跟随下降，直接导致了员工忽略屏幕上发生的可疑事件，从而使安保系统失效，丧失了第一时间阻止犯罪的机会，同时也会对员工的身心健康产生极为不利的影响，另外，养老院出于成本原因，监控设备一般由值班护士代为监管，护士在忙于本职工作的时候，很容易忽略监控画本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种养老院老人危险行为监测方法，其特征在于，所述的一种养老院老人危险行为监测方法的步骤如下：步骤一、监控摄像机（1）采集监控区域内老人的监控图像并将采集的监控图像传递给视频采集卡（2），视频采集卡（2）将监控图像压缩后传输给在个人PC机（3）处理；步骤二、个人PC机（3）中的轮廓检测模块对采集的监控图像进行轮廓检测，使用帧差法计算老人轮廓区域的像素个数变化来判断老人所处的状态；步骤三、个人PC机（3）中的跟踪模块对得到的老人的轮廓信息进行跟踪，依据老人的轮廓信息所围成的矩形边框作为跟踪框，并提取跟踪框内的ORB特征即旋转不变性的局部特征描述子特征，以及ORB特征数即旋转不变性的局部特征描述子特...

【技术特征摘要】
1.一种养老院老人危险行为监测方法，其特征在于，所述的一种养老院老人危险行为监测方法的步骤如下: 步骤一、监控摄像机(I)采集监控区域内老人的监控图像并将采集的监控图像传递给视频采集卡(2 )，视频采集卡(2 )将监控图像压缩后传输给在个人PC机(3 )处理； 步骤二、个人PC机(3)中的轮廓检测模块对采集的监控图像进行轮廓检测，使用帧差法计算老人轮廓区域的像素个数变化来判断老人所处的状态； 步骤三、个人PC机(3)中的跟踪模块对得到的老人的轮廓信息进行跟踪，依据老人的轮廓信息所围成的矩形边框作为跟踪框，并提取跟踪框内的ORB特征即旋转不变性的局部特征描述子特征，以及ORB特征数即旋转不变性的局部特征描述子特征数，将连续几帧的中心点位置坐标输入到跟踪程序里的拟合函数中，通过拟合函数得出的结果对老人下一帧所在位置进行预测； 步骤四、个人PC机(3)中的跟踪模块，依据所预测老人在下一帧的位置对目标老人进行跟踪； 步骤五、个人PC机(3)中的行为识别模块对跟踪模块跟踪的老人的行为进行识别，若识别出的行为分类结果为正常行为，则不需要报警，若为识别出的行为分类结果为异常行为，需要将当前识别结果传递给显示器(4)及报警音箱(5)进行报警，并根据识别出的异常行为分类结果的不同，向显示器(4)及报警音箱(5)提供不同的信号； 步骤六、显示器(4)上实时显示当前监控的画面，当接收到老人的异常行为分类结果报告时，显示器(4)依据行为识别模块所提供的行为分类结果对应的信号，在老人的周围显示不同的颜色框并闪烁，同时报警音箱(5)发出相对应的报警音报警。2.根据权利要求1所述的养老院老人危险行为监测方法，其特征在于步骤二中所述的判断老人当前所处状态的具体过程为:使用帧差法，对进入监控区域的老人进行轮廓检测，将连续两帧监控图片Xp X2依据其对应的灰度值相减，即X1Q, j)-X2 (i，j) < δ的区域为老人的轮廓，X1Q, j)_X2(i，j) < δ为老人的背景区域，计算轮廓所对应的连通区域内像素点的个数，像素点的个数由少变多时，为老人进入监控区域，此时不需要把轮廓信息传递给跟踪模块；当像素点的个数不再继续增多时，可判断老人已经进入了监控区域，此时将老人的轮廓信息传递给跟踪模块，该模块每隔I秒钟运行一次。3.根据权利要求1所述的养老院老人危险行为监测方法，其特征在于步骤三中所述的预测老人下一帧所在位置的过程为: 依据老人的轮廓信息所围成的矩形边框作为跟踪框，并提取跟踪框内的ORB特征及ORB特征数，提取当前帧跟踪框内的ORB特征及ORB特征数的具体过程如下: 首先对当前帧进行分块:将当前跟踪框内的图像单独提取出来，以I表示该图片，设图像为一个mXn维的矩阵，将图像分若干个kXk像素的小块，这样，整个图片一共被分为(m/k) X (n/k)个小块, 取每个小块的像素点的平均值为该小块的像素值,I (X，y)表示为第x列第I行所对应小块的平均灰度值。 然后选择当前帧的ORB特征点:根据mM = Σ X；yxpypl (x, y)，其中P, q分别取值为O和.1，X e [I,...，m/k], y e [I,..., n/k]得到特征点的梯度 Θ = argtan(Iii01, m10).将所有特征点按照Θ值由大到小排列，从(m/k)X(n/k)个坐标点中选取Θ最大的8个作为选中的特征点。最后计算当前帧的ORB特征数:将选中的8个特征点依照下边公式进行计算: 4.根据权利要求1所述的养老院老人危险行为监测方法，其特征在于步骤四中所述的依据所预测的老人在下一帧的位置对目标老人进行跟踪的具体过程为，使用个人PC机(3)中的跟踪程序，根据上述预测到的老人在下一帧的位置对目标老人进行跟踪，跟踪的具体过程为个人PC机(3)中的跟踪程序计算出上一帧跟踪框的ORB特征及ORB特征数，以及当前帧下跟踪框在预测所得的位置的ORB特征及ORB特征数，并对二者特征数中同一位置上的元素是否相同进行比较，若相同的个数大于等于阈值，表明跟踪到目标，保留当前的ORB特征及ORB特征数，继续处理下一帧；如果相同的个数小于阈值，表明目标未命中，则需要根据所述的拟合方法重新取得下一个可能位置并重新计算对应位置ORB特征数，并比较与当前的ORB特征数做对比，直至拟合命中，继续处理下一帧；或者所有可能的拟合坐标全部未命中，则本步骤返回跟踪丢失。 如果上述的跟踪过程能够连续10帧跟踪到老人，则...

【专利技术属性】
技术研发人员：于哲舟，刘小华，李斌，刘昱昊，逄淑超，郑恒，刘继健，吴朝霞，章杰，于祥春，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
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