专利名称：用于人体跌倒检测的智能视频监控系统及检测方法
技术领域：
本发明涉及视频监控领域，具体涉及一种用于人体跌倒检测的智能视频监控系统及检测方法
背景技术：
随着人口老龄化的加剧以及社会的发展，人口流动性大大加速，使得很多子女不在老人身边，空巢家庭也随之诞生。独居老人的健康保障面临着严重的问题，其中，意外跌倒严重影响老年人的身体健康。专门的护理人员可以有效地防止这种情况的发生，但并非每个家庭都能够承担所带来的经济负担。现有技术中跌倒检测技术可以分成三类基于视频监控的跌倒检测系统，基于声学的跌倒检测系统及基于穿戴式传感器的跌倒检测系统。
基于视频监控的跌倒检测系统是在一定区域内安装摄像头，拍摄人体活动的画面，通过图像处理的方法，检测是否有跌倒发生；基于声学的跌倒的检测系统是通过分析跌倒时的声音信号来检测是否有跌倒发生；基于穿戴式传感器的跌倒检测系统，指穿戴微型设备，如衣服、帽子、首饰等，来检测人体的活动。基于视频监控的跌倒检测系统受到区域限制；基于声学的跌倒检测系统准确率有待提高；基于穿戴式传感器的跌倒检测系统，一般是通过水银开关进行跌倒检测或者仅通过加速度传感器方式进行跌倒检测，其缺点在于对于跌倒检测的检测方法单一、准确率不够高，容易造成假报警。随着技术的改进，视频监控系统可以让子女随时随地获知独居老人的居家情况，是一种有效、简便的方式。但现有的视频监控系统中大部分的维护、判断、决策工作需要由人工完成，子女需要一直或定时观看多台摄像机的视频，给他们造成了额外的负担，严重影响他们的正常工作。而且人工的视频监视，容易造成监控点的遗漏，另外，也存在着不稳定性、随意性、易疲劳性，使得监视工作费时费力。目前少量的家居智能视频监控系统多涉及实现安防、火灾方面的自动检测与报警；因此，面向独居老人的突发意外，需要一种更加完善的用于人体跌倒检测的智能视频监控系统及检测方法。
发明内容
针对现有技术中的缺陷和不足，本发明要解决的技术问题是提供一种用于人体跌倒检测的智能视频监控系统及检测方法，解决了现有技术视频监控系统区域局限性强、人力成本高，准确率不够高的问题。—种用于人体跌倒检测的智能视频监控系统，所述系统包括视频信号采集模块、人体跟踪与定位模块、跌倒动作检测模块、视频信息智能存储模块，其特征在于，所述视频信号采集模块同时与人体跟踪与定位模块和视频信息智能存储模块连接，所述人体跟踪与定位模块与跌倒动作检测模块连接，所述跌倒动作检测模块与视频信息智能存储模块连接；其中，所述视频信号采集模块用于对其所覆盖区域内的同一场景从不同的角度进行视频信号采集并输出；所述人体跟踪与定位模块用于采用人体头部识别方式对视频图像中有人存在的场景进行人体头部定位；所述跌倒动作检测模块用于根据人体头部的运行速度判断在有人存在的场景位置中是否发生人体跌倒动作；所述视频信息智能存储模块用于按照设定时间段存储有人存在的场景位置中的场景信息并在发生人体跌倒的情况下，将跌倒动作发生前后预定时间段的视频信息进行单独存储。所述系统还包括报警模块，所述报警模块分别与视频信息智能存储模块和跌倒动作检测模块连接，所述报警模块用于在跌倒动作检测模块判断出人体发生跌倒时，将从视频信息智能存储模块获取的跌倒视频信息发送给相关人员进行报警。
所述视频信号采集模块包括至少两个第一视频信号采集模块和至少一个第二视频信号采集模块，所述第一视频信号采集模块分散于同一场景的不同位置，分别采集不同角度的场景信息；所述第二视频信号采集模块用于把第一视频信号采集模块采集到的同一场景的不同角度的视频信息输出。所述人体跟踪与定位模块包括第一颜色空间转换单元、第二颜色空间转换单元和人体头部判断单元，其中，所述第一颜色空间转换单元用于将所述视频信号采集模块输出的RGB格式
的彩色图像利用公式(I)转换到YCbCr颜色空间，
CY = 0.229^ + 0.587G + 0.1145< Cb = -0.1687^-0.3313(3 + 0.55 + 123(I)
I Cr = 0.5/ -0.4187G-0.08135 + 123其中，R、G、B分别为对应的RGB彩色图像的红色、绿色、蓝色分量，Y为亮度分量，Cb为蓝色分量，Cr为红色分量；所述第二颜色空间转换单元用于将所述YCbCr颜色空间利用下述公式(2-1)、公式(2-2)、公式(3-1)、公式(3-2)、公式(4-1)和公式(4-2)非线性变换到YCb’ Cr’空间，取1=125，Kh=188, Ymin=16, Ymax=235，其中 K1, Kh, Ymax，Ymin 为下述公式中的变量参数；
\o^+l0^-Y) ,IfY <K,C4(F)=(2-1)
—^max ~Kh
\54+lJ^LlIljjYKKlCr(F)= 7f(y]Z\(2—2)
154 + -^~> Kh根据公式(2-1)和公式(2-2)计算Q(F)和, G(r)和G(F)为中间变量；
权利要求
1.一种用于人体跌倒检测的智能视频监控系统，其特征在于，所述系统包括视频信号采集模块、人体跟踪与定位模块、跌倒动作检测模块、视频信息智能存储模块，其特征在于，所述视频信号采集模块同时与人体跟踪与定位模块和视频信息智能存储模块连接，所述人体跟踪与定位模块与跌倒动作检测模块连接，所述跌倒动作检测模块与视频信息智能存储模块连接；其中， 所述视频信号采集模块用于对其所覆盖区域内的同一场景从不同的角度进行视频信号米集并输出； 所述人体跟踪与定位模块用于采用人体头部识别方式对视频图像中有人存在的场景进行人体头部定位； 所述跌倒动作检测模块用于根据人体头部的运行速度判断在有人存在的场景位置中是否发生人体跌倒动作； 所述视频信息智能存储模块用于按照设定时间段存储有人存在的场景位置中的场景信息并在发生人体跌倒的情况下，将跌倒动作发生前后预定时间段的视频信息进行单独存储。
2.根据权利要求I所述的用于人体跌倒检测的智能视频监控系统，其特征在于，所述系统还包括报警模块，所述报警模块分别与视频信息智能存储模块和跌倒动作检测模块连接，所述报警模块用于在跌倒动作检测模块判断出人体发生跌倒时，将从视频信息智能存储模块获取的跌倒视频信息发送给相关人员进行报警。
3.根据权利要求2所述的用于人体跌倒检测的智能视频监控系统，其特征在于，所述报警模块通过无线传输方式进行报警。
4.根据权利要求I或2所述的用于人体跌倒检测的智能视频监控系统，其特征在于，所述视频信号采集模块包括至少两个第一视频信号采集模块和至少一个第二视频信号采集模块，所述第一视频信号采集模块分散于同一场景的不同位置，分别采集不同角度的场景信息；所述第二视频信号采集模块用于把第一视频信号采集模块采集到的同一场景的不同角度的视频信息输出。
5.根据权利要求I或2所述的用于人体跌倒检测的智能视频监控系统，其特征在于，所述人体跟踪与定位模块包括第一颜色空间转换单元、第二颜色空间转换单元和人体头部判断单元， 其中，所述第一颜色空间转换单元用于将所述视频信号采集模块输出的RGB格式的彩色图像利用公式(I)转换到YCbCr颜色空间，
6.根据权利要求I或2所述的用于人体跌倒检测的智能视频监控系统，其特征在于，所述跌倒动作检测模块通过检测人体头部的运动速度，并与预设的运动速度的阈值进行比较，来判断是否发生人体跌倒动作。
7.根据权利要求I或2所述的用于人体跌倒检测的智能视频监控系统，其特征在于，所述系统还包括远程访问服务器模块，所述远程访问服务器模块用于提供远程视频访问服务。
8.一种用于人体跌倒检测的方法，所述方法包括，对同一场景从不同的角度进行视频信号采集并输出； 采用人体头部识别方式对视频图像中有人存在的场景进行人体头部定位； 根据人体头部的运行速度判断在有人存在的场景位置中是否发生人体跌倒动作。
9.根据权利要求8所述的人体跌倒检测方法，其特征在在于，所述采用人体头部识别方式对视频图像中有人存在的场景进行人体头部定位，包括，51:将所述视频信号采集模块输出的RGB格式的彩色图像利用公式(I)转换到YCbCr颜色空间，
10.根据权利要求8所述的人体跌倒检测方法，其特征在在于，所述跌倒动作检测模块通过检测人体头部的运动速度来判断是否发生跌倒动作，包括， 获取人体头部在同一场景内的N个视频信号采集模块的图像空间的最大值速度值，采用公式(6)计算R : 若R > RTh，则判断发生了跌倒的情况； 若R < RTh，则判断未发生跌倒的情况； 其中，RTh为阈值；A为人体头部区域在图像中的面积；所述视频信号采集模块用于对其所覆盖区域内的场景实时进行视频信号采集。
全文摘要
本发明公开一种用于人体跌倒检测的智能视频监控系统及检测方法，所述系统具有人体意外跌倒检测功能，并能够及时以无线传输方式进行报警且自动保存跌倒情况发生前后的视频信息以便回溯。本发明的技术方案可大大节省人力成本，具有不易受遮挡，全方位视频监测，检测准确率高，报警及时，报警信号丰富，使用方便等优点。
文档编号G06K9/00GK102831750SQ20121030669
公开日2012年12月19日 申请日期2012年8月24日 优先权日2012年8月24日
发明者张颖锋 申请人:张颖锋