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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 易失衡者智能安全監(jiān)控系統(tǒng)
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類：
- 信息技術(shù)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡(jiǎn)介：
- 本系統(tǒng)是一套基于模式識(shí)別技術(shù)實(shí)現(xiàn)的重心易失衡者智能安全監(jiān)控系統(tǒng)，通過視頻的實(shí)時(shí)監(jiān)控，經(jīng)過語(yǔ)音交互的確認(rèn)，實(shí)時(shí)預(yù)警，通過無(wú)線發(fā)送模塊及時(shí)向家人或醫(yī)院發(fā)布援助信息，以達(dá)到對(duì)老人、小孩、癲癇癥等獨(dú)居的易失衡者的安全保護(hù)。
- 詳細(xì)介紹：
- 本系統(tǒng)是一套基于模式識(shí)別技術(shù)實(shí)現(xiàn)的重心易失衡者智能安全監(jiān)控系統(tǒng)，適用于容易產(chǎn)生失衡摔倒現(xiàn)象的獨(dú)居群體（如老人、低血糖者、心臟病患者等）。 它利用攝像頭采集視頻，經(jīng)分離前景并處理圖像后，得到一個(gè)基本的人的形態(tài)，根據(jù)創(chuàng)新性的矩形輪廓算法對(duì)人體異常形態(tài)（如摔倒）進(jìn)行初級(jí)判斷，若判斷為異常形態(tài)，便開啟語(yǔ)音設(shè)備進(jìn)行再判斷，詢問監(jiān)控對(duì)象的安全狀態(tài)，如果沒有得到正確回答，則判為形態(tài)異常，開啟無(wú)線發(fā)送模塊，將監(jiān)控對(duì)象的當(dāng)前狀態(tài)以短信或彩信形式發(fā)送給緊急聯(lián)系人，以便對(duì)其進(jìn)行及時(shí)的援助，避免監(jiān)控對(duì)象因無(wú)人幫助而發(fā)生潛在的危險(xiǎn)。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 目的：對(duì)于易失衡者，如老人、小孩、癲癇癥患者等群體，獨(dú)處家中一旦摔倒暈厥或發(fā)病，若沒有得到及時(shí)的援助，將造成不可預(yù)知的后果，他們?cè)诩揖由钪械陌踩钊藫?dān)憂。本系統(tǒng)的開發(fā)旨在預(yù)防易失衡者在獨(dú)居時(shí)發(fā)生意外情況時(shí)無(wú)法及時(shí)得到援助，并在發(fā)生意外時(shí)能夠第一時(shí)間發(fā)出援助信號(hào)。 基本思路：本系統(tǒng)具有視頻監(jiān)控、語(yǔ)音交互、無(wú)線發(fā)送監(jiān)控狀態(tài)等功能，通過視頻的監(jiān)控，經(jīng)過語(yǔ)音交互的確認(rèn)，實(shí)時(shí)預(yù)警，及時(shí)向家人或醫(yī)院發(fā)布援助信息，以達(dá)到對(duì)老人、小孩、癲癇癥等獨(dú)居的易失衡者的安全保護(hù)。 創(chuàng)新點(diǎn)：創(chuàng)意方面，將模式識(shí)別運(yùn)用到家居監(jiān)控，提高家居生活的安全性。技術(shù)方面，提出背景更新的算法，和“擬合人體矩形輪廓”“重心變化”兩個(gè)特征。 技術(shù)關(guān)鍵：圖像處理技術(shù)、前景分離技術(shù)、提取人體輪廓和特征、無(wú)線串口通信等。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 智能監(jiān)控系統(tǒng)還處于研究階段，有很大的發(fā)展空間，提高運(yùn)動(dòng)目標(biāo)識(shí)別的精度以及異常行為判別的準(zhǔn)確性是實(shí)時(shí)智能監(jiān)控系統(tǒng)的主要研究任務(wù)。目前本系統(tǒng)已實(shí)現(xiàn)了基本的準(zhǔn)確的異常行為判斷，在用戶友好性方面和系統(tǒng)產(chǎn)品化方向仍有很大的發(fā)展前景。 本系統(tǒng)致力于保證易失衡者在獨(dú)居時(shí)的安全，通過對(duì)人體運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)及模式識(shí)別的研究，分析并提出了一種基于擬合矩形輪廓變化的人體異常行為簡(jiǎn)易識(shí)別算法，該算法將模式識(shí)別領(lǐng)域中的圖像識(shí)別技術(shù)應(yīng)用于智能監(jiān)控領(lǐng)域，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)該算法對(duì)異常行為的判別性良好，提高了異常行為的檢測(cè)速度；本系統(tǒng)將語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)與圖像識(shí)別技術(shù)結(jié)合，兩者相輔相成，降低了圖像識(shí)別中異常行為判斷的失誤率。本系統(tǒng)的無(wú)線發(fā)送預(yù)警模塊利用智能監(jiān)控技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)的概念的交織，實(shí)現(xiàn)了有效信息的傳遞，使得監(jiān)控對(duì)象在危險(xiǎn)狀態(tài)時(shí)能夠被及時(shí)發(fā)現(xiàn)從而得到及時(shí)的救援，具有較強(qiáng)的實(shí)用性和可發(fā)展性。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 2010年7月，北京郵電大學(xué)第十屆創(chuàng)新獎(jiǎng) 獲二等獎(jiǎng)； 2011年1月，中國(guó)移動(dòng)大學(xué)生創(chuàng)新大賽 優(yōu)秀獎(jiǎng)
作品所處階段
- 中試階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 1作為獨(dú)立產(chǎn)品銷售； 2作為高級(jí)智能家居的一部分； 3作為運(yùn)營(yíng)商物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品的增值服務(wù)。
作品可展示的形式
- 實(shí)物、錄像、現(xiàn)場(chǎng)演示
使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 本系統(tǒng)的終極目標(biāo)是利用視頻、語(yǔ)音模式識(shí)別和移動(dòng)通信等技術(shù)，構(gòu)建一個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)硬件平臺(tái)，利用一個(gè)全景攝像頭和小巧的可觸摸終端，實(shí)現(xiàn)對(duì)易失衡者獨(dú)處時(shí)進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)護(hù)和危險(xiǎn)預(yù)警。產(chǎn)品可銷售給獨(dú)立消費(fèi)者、提供智能家居系統(tǒng)的公司、作為運(yùn)營(yíng)商的增值服務(wù)，提高家居生活的安全性，具有較高的實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
同類課題研究水平概述
- 在人體識(shí)別方面，當(dāng)前人體識(shí)別多以隱形馬爾科夫鏈HMM進(jìn)行人體形態(tài)學(xué)習(xí)，并利用數(shù)據(jù)庫(kù)儲(chǔ)存已識(shí)別的人體形態(tài)，當(dāng)采集到新的圖像再進(jìn)行模式匹配。但是這種方法的缺點(diǎn)是需要大量的空間來(lái)儲(chǔ)存數(shù)據(jù)資源，運(yùn)行速度比較慢。還有加入膚色、曲度等特征來(lái)進(jìn)行識(shí)別人體的，但是在實(shí)際生活中，背景的復(fù)雜度會(huì)影響這種特征的識(shí)別。而我們采用的是人體矩形輪廓和重心作為特征，并利用正交攝像頭可全捕捉各個(gè)角度的摔倒，算法簡(jiǎn)潔，可識(shí)別度高。 在分離前景方面，傳統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)方法主要有光流法、幀間差分法和背景差分法，就每種檢測(cè)方法而言都有其自身的缺點(diǎn)和不足。我們?cè)诓捎帽尘安罘址ǖ耐瑫r(shí)提出了背景更新的算法，在物體的檢測(cè)中，對(duì)于被判斷為屬于物體的像素點(diǎn)，仍然保持原來(lái)的背景灰度值，不予更新，判斷為是背景的點(diǎn)，依照下述規(guī)則更新背景模型： Bk+y(i,j)=αBk(I,j)+(1-α)A(I,j) 使得背景模型的更新并不完全取決于當(dāng)前像素點(diǎn)的值，而且與以前幀具有相關(guān)性，因此背景模型可以在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保持相對(duì)穩(wěn)定。這種方法既有效地避免了一些背景的突發(fā)現(xiàn)象，同時(shí)也考慮了噪聲的影響。通過對(duì)背景像素點(diǎn)灰度值的更新，可以適應(yīng)光線、天氣等外界環(huán)境變化帶來(lái)的影響。 在市場(chǎng)應(yīng)用方面，當(dāng)前市面上有大量的視頻監(jiān)控設(shè)備，但多是人為實(shí)時(shí)監(jiān)控為主，缺少對(duì)于特定人群的智能安全監(jiān)控設(shè)施。易失衡者安全監(jiān)控系統(tǒng)就是為實(shí)現(xiàn)對(duì)獨(dú)居的易失衡者的遠(yuǎn)程、實(shí)時(shí)監(jiān)護(hù)而開發(fā)的。當(dāng)前市場(chǎng)中有概念類似的應(yīng)用，如韓國(guó)SK電訊與韓國(guó)保健福利部合作的獨(dú)居老人u-Care業(yè)務(wù)，通過設(shè)置在用戶家里的設(shè)備提供消防以及老人照看等基本服務(wù)，有效降低了突發(fā)事件的發(fā)生概率，受到了韓國(guó)老人的歡迎，這表明，易失衡者安全監(jiān)控系統(tǒng)具有一定的市場(chǎng)應(yīng)用前景。
