一种人体监测方法、装置以及系统及计算机可读存储设备与流程

本发明涉及电子电器技术领域，具体而言，涉及一种人体监测方法、装置以及系统及计算机可读存储设备。

背景技术：

高于绝对零度的物质都会产生红外线，红外成像技术则能够通过捕捉物质所发出的红外线进行成像；温度越高的物质，在红外监测图像中的亮度也就越大。基于这一原理，红外成像技术被广泛应用在非接触式人体测温、医疗健康体检等领域。利用红外成像技术可以方便的对人体的温度进行监测，例如对婴幼儿体温进行监测，以方便的获知婴幼儿的体表温度，根据该体表温度，就可以得到婴幼儿当前体温状态、排泄状态等。

但是实际上，在对老、幼、病、残等需要人照顾的群体进行监护的时候，往往并不只是简单的对体温的监测，还需要其它方面的监测，而目前的监测装置无法满足该需要。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供一种人体监测方法、装置以及系统及计算机可读存储设备，能够实现对被监测人进行多方面的监测，从而满足用户的需求。

第一方面，本发明实施例提供了一种人体监测方法，包括：

获取被监测人的可见光监测图像以及红外监测图像；

基于所述可见光监测图像和/或所述红外监测图像进行被监测人行为分析，获取行为监测信息；

基于所述红外监测图像进行被监测人温度分析，获取温度监测信息；

根据所述行为监测信息和/或所述温度监测信息判断是否需要告警，并在判断结果为是时，生成告警信息。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中：基于所述可见光监测图像进行被监测人位置分析，具体包括：

在所述可见光监测图像中进行人体位置定位，获得人体位置信息；

将所述人体位置信息与预设的安全活动区域信息进行比对，并将比对结果作为所述行为监测信息。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中：基于所述红外监测图像进行被监测人位置分析，具体包括：

对所述红外监测图像进行阈值分割，获取阈值分割图像；

将所述阈值分割图像转化为二值图像，并针对所述二值图像进行目标提取定位，获取人体轮廓信息；

将人体轮廓信息与预设的安全活动区域信息进行比对，并将比对结果作为所述行为监测信息。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中：基于所述红外监测图像进行被检测人体表温度分析，具体包括：

根据所述红外监测图像进行目标提取，获取被监测人身体各部位的位置图像；

对所述位置图像的灰度值进行计算比测，获取与所述位置图像中，不同灰度位置对应的温度监测信息。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中：还包括：

基于所述可见光监测图像和/或所述红外监测图像进行被监测人动作分析，获取动作监测信息；

根据所述动作监测信息判断是否需要告警，并在判断结果为是时，生成告警信息。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中：还包括：

基于所述可见光监测图像和/或所述红外监测图像进行被监测人数量分析，获取人体数量信息；

将所述人体数量信息与预设的被监测人数量信息进行比对，如果人体数量信息大于所述被监测人数量信息，则生成入侵告警信息。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中：还包括：

基于所述可见光监测图像和/或所述红外监测图像进行物品分析，获取物品信息；

将所述物品信息与预设的危险物品信息进行比对；如果相似度在预设范围，则生成危险告警信息。

第二方面，本发明实施例还提供一种人体监测装置，包括：图像获取装置，用于获取被监测人的可见光监测图像以及红外监测图像；

行为分析装置，用于基于所述可见光监测图像和/或所述红外监测图像进行被监测人行为分析，获取行为监测信息；

温度监测装置，用于基于所述红外监测图像进行被监测人温度分析，获取温度监测信息；

告警装置，用于根据所述行为监测信息和/或所述温度监测信息判断是否需要告警，并在判断结果为是时，生成告警信息。

第三方面，本发明实施例还提供一种人体监测系统，包括：可见光摄像机、红外光摄像机、数据处理设备；

所述可见光摄像机以及所述红外光摄像机分别与所述数据处理设备连接；

所述数据处理设备安装有如上述权利要求8中所述的人体监测装置。

第四方面，本发明实施例还提供一种计算机可读存储设备，其上存储有计算机程序，用于对被监测人进行人体监测，所述程序被处理器执行时实现以下步骤：

获取被监测人的可见光监测图像以及红外监测图像；

基于所述可见光监测图像和/或所述红外监测图像进行被监测人行为分析，获取行为监测信息；

基于所述红外监测图像进行被监测人温度分析，获取温度监测信息；

根据所述行为监测信息和/或所述温度监测信息判断是否需要告警，并在判断结果为是时，生成告警信息。

本发明实施例所提供的人体监测方法、装置以及系统及计算机可读存储设备，在获取了被监测人的可见光监测图像和红外监测图像之后，会基于所述可见光监测图像和/或所述红外监测图像进行被监测人行为分析，获取行为监测信息，并基于所述红外监测图像进行被监测人温度分析，获取温度监测信息，然后根据所述行为监测信息和/或所述温度监测信息判断是否需要告警，并在判断结果为是时，生成告警信息，既实现了对被监测人的行为监测，又实现了对被监测人的温度监测，满足用户需求。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本发明实施例所提供的一种人体监测方法的流程图；

图2示出了本发明实施例所提供的人体监测方法中，基于可见光监测图像进行被监测人行为分析的具体方法的流程图；

图3示出了本发明实施例所提供的人体监测方法中，基于红外监测图像进行被监测人行为分析的具体方法的流程图；

图4示出了本发明实施例所提供的人体监测方法中，基于所述红外监测图像进行被监测人温度分析的具体方法的流程图；

图5示出了本发明实施例所提供的另一种人体监测方法的流程图；

图6示出了本发明实施例所提供的另一种人体监测方法的流程图；

图7示出了本发明实施例所提供的另一种人体监测方法的流程图；

图8示出了本发明实施例所提供的一种人体监测装置的结构示意图；

图9示出了本发明实施例所提供的一种人体监测系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

目前在对老、幼、病、残等需要监护的人群进行监测的时候，一般采用可见光摄像机获取被监测人的可见光视频，可见光视频被传输到显示器上，用户可以在显示器上在可见光视频中看到被监测人的具体行为，实现对被监测人的行为监测；或者采用红外摄像机获取其红外监测图像，通过红外监测图像能够获知到人体表面的温度，从而实现对待监测人温度的监测。但是实际上，采用可见光视频在对被监测人进行监测比较有局限性，只能够在光线较为充足的条件下进行监测，同时，需要有监测人员一直对着监测视频，这在对多人同时进行监测时比较有利，能够及时的获知每个被监测人的状态，例如医院、养老院等场所；但是对于家庭这被监测人比较少，一般情况下只有一到两个被监测人的情况下是比较不利的，会占用家庭成员过多的时间。而采用红外摄像机对被监测人的监测仅仅是只能够通过检测红外监测图像中各个区域的亮度，来获知被监测人的体表温度，但是却不能够监测用户的行为。综上，目前对被监测人的监测是比较有限的，无法满足当前很多用户的需求，基于此，本申请提供的一种人体监测方法、装置以及系统及计算机可读存储设备，可以实现对被监测人进行多方面的监测，从而满足用户的需求。

为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种人体监测方法进行详细介绍，该方法主要应用于对人进行行为、温度、状态的监测。

参见图1所示，本发明实施例所提供的人体监测方法包括：

s101：获取被监测人的可见光监测图像以及红外监测图像。

在具体实现的时候，通过可见光摄像机可以获得被监测人的可见光图像；通过红外摄像机可以获得被监测人的红外监测图像。实际在使用的过程中，可见光摄像机和红外摄像机均会安装在能够监测到被监测人的位置，两个摄像机的位置可以相同也可以不同。实际上，可见光摄像机和红外摄像机分别获取的可见光监测图像和红外监测图像是一种互补的作用。在监测环境中光线较强的时候，可以采用可见光摄像机进行监测，而在光线较弱，从可见光监测图像中无法获知被监测人状态的时候，可以通过红外摄像机进行监测。同时，红外监测图像还可以作为温度监测的数据源。例如，在对病房里的病人进行监测的时候，由于白天病人的活动范围较大，因此需要将可见光摄像机安装在距离被监测人较远的位置，以增加监测范围；而晚上病人活动范围小，可以将红外摄像机安装在距离被监测人较近的位置，获得红外监测图像。

s102：基于所述可见光监测图像和/或所述红外监测图像进行被监测人行为分析，获取行为监测信息。

在具体实现的时候，参见图2所示，在基于可见光监测图像进行被监测人行为分析，获取行为监测信息时，具体包括：

s201：在所述可见光检测图像中进行人体位置定位，获得人体位置信息。

s202：将所述人体位置信息与预设的安全活动区域信息进行比对，并将比对结果作为所述行为监测信息。

在具体实现的时候，有多种方式可以对被监测人进行人体位置定位，例如：在连续的图像序列中两幅或者三幅相邻帧质检采用基于像素的时间差分，并对差分结果进行阈值化处理以提取图像中的前景运动区域；或者基于光流法的运动检测，即利用运动物体随时间变化在图像中表现的流光特性，通过计算位移向量场来提取运动目标；或者采取背景减除法，即预先选取不含前景运动目标的背景图像，然后将当前图像帧与背景图像帧相减得到前景目标等等。

由于可见光摄像机在被安装之后在一定时间内的拍摄方向是不会变化的，而在对被监测人进行人体位置定位的时候，可以划定一定的安全行动区域，在对可见光监测图像进行被监测人行为分析之后，会获取到被监测人在可见光图像中的具体位置，然后将该位置与预设的安全活动区域信息进行比对，如果人体位置信息在安全活动区域内，则不需要进行告警，而一旦人体位置处于安全活动区域外，则需要进行告警。例如，在对某间教室中的学生进行监测的时候，将教室划定为安全行动区域，一旦有那个学生出了此安全行动区域，则产生报警；或者，在对病房的病人进行监测的时候，可以将病床周围划定为安全行动区域，一旦病人活动范围超出此安全行动区域，则认为需要告警。

参见图3所示，在基于红外监测图像进行被监测人行为分析，获取行为监测信息时，具体包括：

s301：对所述红外监测图像进行阈值分割，获取阈值分割图像；

s302：将所述阈值分割图像转化为二值图像，并针对所述二值图像进行目标提取定位，获取人体轮廓信息；

s303：将人体轮廓信息与预设的安全活动区域信息进行比对，并将比对结果作为所述行为监测信息。

在具体实现的时候，由于红外成像技术则能够通过捕捉物质所发出的红外线进行成像，温度越高的物质，在红外监测图像中的亮度也就越大。人的体温一般是比较恒定的，因此，人体在红外监测图像中所呈现出来的颜色一般是比较恒定的。而外界的温度则在不断的变化，例如由于空气温度的变化导致外界物体的温度发生变化，从而引起该物体在红外监测图像中也会呈现出不同的颜色；某些用电机器由于长时间使用而导致的温度升高(例如电视、电脑等)，因此，可以将得到的红外监测图像进行阈值分割。阈值分割实际上是按照不同的颜色将红外监测图像进行分割，能够将温度不同的物体分割开来，从而形成阈值分割图像。

在获得阈值分割图像之后，将阈值分割图像转化为二值图像，并针对二值图像进行目标提取定位，在进行目标提取定位的时候，可以基于形状进行目标提取定位，例如，人体的形状一般都是比较固定的，因此可以在二值图像中，通过形状识别算法，识别出人体的其余部位，最终获得人体轮廓信息。

同样的，由于红外摄像机在被安装之后在一定时间内的拍摄方向是不会变化的，而在对被监测人进行人体位置定位的时候，可以划定一定的安全行动区域，在对红外监测图像进行被监测人行为分析之后，会获取到被监测人在红外监测图像中的具体位置，然后将该位置与预设的安全活动区域信息进行比对，如果人体位置信息在安全活动区域内，则不需要进行告警，而一旦人体位置处于安全活动区域外，则需要进行告警。

s103：基于所述红外监测图像进行被监测人温度分析，获取温度信息。

在具体实现的时候，参见图4所示，基于所述红外监测图像进行被监测人温度分析，获取温度信息，具体包括：

s401：根据所述红外监测图像进行目标提取，获取被监测人身体各部位的位置图像；

s402：对所述位置图像的灰度值进行计算比测，获取与所述位置图像中，不同灰度位置对应的温度监测信息。

具体地，在根据红外监测图像进行目标提取，获取被监测人身体各部位的位置图像时，可以根据上述图3所对应的实施例的方式进行位置图像的获取，即：对所述红外监测图像进行阈值分割，获取阈值分割图像；将所述阈值分割图像转化为二值图像，并针对所述二值图像进行目标提取定位，被监测人身体各个部位的位置图像。一般地，人的头部一般是裸露在空气中的，而头部一般是圆形的，而人的身体四肢均为条形，因此，可以通过采用图像分析算法，对人的头部进行目标提取定位，识别出被监测人的头部，然后在此基础之上，基于人体其他部位的形状进行目标提取定位，识别出人体的位置。

在识别出人体位置，获得被监测人身体各个部位的位置图像之后，会在位置图像中，进行灰度值的计算比测，获取与位置图像中，不同灰度位置对应的实际温度，最终获得人体各个部位的温度监测信息。在获取温度监测信息之后，就可以根据温度监测信息判断是否需要进行告警。例如在对婴幼儿进行监测的时候，婴幼儿的头部温度监测信息较之正常温度要高，就可以判断该婴幼儿可能出现发烧的状况，因此可以进行预警；例如婴幼儿裆部温度有突然的升高，可能是该婴幼儿有排泄情况，因此也可以进行相应的告警。

另外，在实际中，由于人体不同位置由于裸露的情况不同，因此温度也不相同，例如头部信息由于直接裸露在空气中，而空气中的温度一般要较之人体温度要低一些，那么头部的温度实际上要比人的真正体温要低一些的，因此，为了能够获得更加精准的温度监测信息，还可以对上述图4所对应的实施例中，所获得的温度监测信息进行校正。

对所述温度监测信息进行校正，具体包括：使用黑体校正信息对所述温度监测信息进行校正。

因此，在使用红外监测图像对被监测人进行温度监测之前，还需要获得黑体校正信息。黑体校正信息通过下述方式获得：

是在现实环境设施一个黑体校正仪，并使得黑体校正仪的实际温度为预设温度(例如37℃)；并同时获得某个人体的实际测量温度；在5℃——40℃的环境温度范围之内，每隔5℃，通过红外摄像机对黑体校正仪以及人体进行观测，分别获取黑体校正仪的测量温度以及人体的测量温度，通过黑体校正仪的实际温度、测量温度、人体的实际温度、测量温度计算黑体校正信息。在后续获取到温度监测信息后，均采用该黑体校正信息对温度监测信息进行校正，最终获得更加准确的温度监测信息，提高温度监测信息的精度。

s104：根据所述行为信息和/或所述温度信息判断是否需要告警，并在判断结果为是时，生成告警信息。

在判断是否需要告警的时候，告警条件可以有多多种，具体可以根据实际的监测情况进行具体的设定。

本发明实施例所提供的人体监测方法中，在获取了被监测人的可见光监测图像和红外监测图像之后，会基于所述可见光监测图像和/或所述红外监测图像进行被监测人行为分析，获取行为监测信息，并基于所述红外监测图像进行被监测人温度分析，获取温度监测信息，然后根据所述行为监测信息和/或所述温度监测信息判断是否需要告警，并在判断结果为是时，生成告警信息，既实现了对被监测人的行为监测，又实现了对被监测人的温度监测，满足用户需求。

另外，参见图5所示，为了实现对被监测人更加全面的监测，在上述几个实施例的基础上，还包括：

s501：基于所述可见光监测图像和/或所述红外监测图像进行被监测人动作分析，获取动作监测信息；

s502：根据所述动作监测信息判断是否需要告警，并在判断结果为是时，生成告警信息。

在具体实现的时候，在某些情况下，仅仅对被监测人的位置进行监测时无法满足监测需求的，还需要对被监测人的动作进行监测，例如，监测病人是否做出某些危险性的动作，并在病人做出某些危险性动作的时候，发出告警。

具体地，在基于可见光图像进行动作分析的时候，具体可以包括：对可见光摄像机输入的可见光监测图像进行边缘检测，并将经过边缘检测的可见光监测图像转化成二值图；对边缘检测后的二值图像进行目标提取定位；对定位出的目标区域进行人体关节提取；对各个关节点进行追踪，获得关节轨迹信息；根据关节轨迹信息判断被监测人的行为模式，即动作监测信息。

具体地，在基于红外监测图像进行动作分析的时候，具体可以包括：对红外摄像机输入的红外监测图像进行阈值分割；对阈值分割后的结果二值图像进行目标提取定位；对定位出的目标区域进行光流法运动检测，从而得出被监测人各个部位的运动轨迹。

另外，参见图6所示，在本发明各个实施例中，还包括：

s601：基于所述可见光监测图像和/或所述红外监测图像进行被监测人数量分析，获取人体数量信息；

s602：将所述人体数量信息与预设的被监测人数量信息进行比对，如果人体数量信息大于所述被监测人数量信息，则生成入侵告警信息。

在具体实现的时候，在基于可见光监测图像和/或所述红外监测图像进行被监测人数量分析的时候，实际上要先在可见光监测图像和/或红外监测图像中进行人体位置定位，然后根据定位出的人体位置，进行人数的计算，获得人体数量信息。对人体进行定位的方式可以参见上述描述，在此不再赘述。这样可以在被监测人所处的环境有外界人入侵的时候，

另外，参见图7所示，在本发明各个实施例中，还包括：

s701：基于所述可见光监测图像和/或所述红外监测图像进行物品分析，获取物品信息；

s702：将所述物品信息与预设的危险物品信息进行比对；如果相似度在预设范围，则生成危险告警信息。

在具体实现的时候，在获取到可见光监测图像和/或红外监测图像之后，可以通过对图像进行物品分析，获得在可见光监测图像和红外监测图像中不同物品的物品信息。所获得的物品信息一般有多个，为了减少数据运算量，在进行具体物品分析的时候，一般只针对图像中的前景运动区域进行，而不会针对背景图像进行分析。可见光监测图像和红外监测图像所对应的危险物品信息通常不同。在可见光监测图像中，更加侧重于对物品的形状进行分析，预设的危险物品可以包括：尖锐的刀、钉子、凸起等，而在红外监测图像中，出了物品的形状外，预设的危险物品还可以包括：温度超过某一预设值的物品。

本发明又一实施例还提供一种人体监测装置，参见图8所示，本发明实施例所提供的人体监测装置包括：

图像获取装置，用于获取被监测人的可见光监测图像以及红外监测图像；

行为分析装置，用于基于所述可见光监测图像和/或所述红外监测图像进行被监测人行为分析，获取行为监测信息；

温度监测装置，用于基于所述红外监测图像进行被监测人温度分析，获取温度监测信息；

告警装置，用于根据所述行为监测信息和/或所述温度监测信息判断是否需要告警，并在判断结果为是时，生成告警信息。

本实施例中，图像获取装置、行为分析装置、温度监测装置和告警装置的具体功能和交互方式，可参见图1对应的实施例的记载，在此不再赘述。

本发明实施例所提供的人体监测装置，在获取了被监测人的可见光监测图像和红外监测图像之后，会基于所述可见光监测图像和/或所述红外监测图像进行被监测人行为分析，获取行为监测信息，并基于所述红外监测图像进行被监测人温度分析，获取温度监测信息，然后根据所述行为监测信息和/或所述温度监测信息判断是否需要告警，并在判断结果为是时，生成告警信息，既实现了对被监测人的行为监测，又实现了对被监测人的温度监测，满足用户需求。

本发明又一实施例还提供一种人体监测系统，参见图9所示，本发明实施例所提供的人体监测系统包括：

包括：可见光摄像机、红外光摄像机、数据处理设备；

所述可见光摄像机以及所述红外光摄像机分别与所述数据处理设备连接；

所述数据处理设备安装有如上述实施中所述的人体监测装置。

本发明又一实施例还提供一种计算机可读存储设备，其上存储有计算机程序，用于对被监测人进行人体监测，所述程序被处理器执行时实现以下步骤：

获取被监测人的可见光监测图像以及红外监测图像；

基于所述可见光监测图像和/或所述红外监测图像进行被监测人行为分析，获取行为监测信息；

基于所述红外监测图像进行被监测人温度分析，获取温度监测信息；

根据所述行为监测信息和/或所述温度监测信息判断是否需要告警，并在判断结果为是时，生成告警信息。

本发明实施例所提供的人体监测方法、装置以及系统的计算机程序产品，包括存储了程序代码的计算机可读存储介质，所述程序代码包括的指令可用于执行前面方法实施例中所述的方法，具体实现可参见方法实施例，在此不再赘述。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统和装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。