一种基于图像识别的失智人群追踪的方法和系统与流程

一种基于图像识别的失智人群追踪的方法和系统
【技术领域】
1.本发明涉及定位追踪技术领域，特别是涉及一种基于图像识别的失智人群追踪的方法和系统。


背景技术：

[0002][0003]
失智症患者的走失预防是非常重要的问题，例如失智人群有可能跟随着访客离开小区或养老机构大门，或失智人员自行前往至公共空间中较危险区域。目前已有许多产品在失智症患者走失後，可以协助监护人寻找失智人员，如防走失手环、gps行动追踪器等，但目前少有成熟商品针对于失智人员的走失预防应用做设计。难以在早期发现失智人员的异常行为。由于失智人员的智力已经异常，一旦走失将可能面临巨大安全风险。
[0004]
防走失手环、gps行动追踪器的另一问题是购买成本和使用成本。中国发明公开号为cn202011175671.3一种失智老人走失定位监控救助方法的专利中提出通过一套定位监控救助系统“对失智老人进行基本的体征监测及位置监控，并且在失智老人离开设定的活动安全区域时，能够向监护人预警，监护人可相应作出救助方案，尽快找到失智老人，以防失智老人走失后出现的各种问题”。但是诸如前述的技术方案仍然依赖于防走失手环、gps行动追踪器这些智能设备，这些设备虽然具备精良和强大的功能，但也具有不菲的采购成本，且它们在电量不足时都需要卸下后充电，无法长期随身佩戴。面对空巢老人、低收入家庭失智人群，受限与经济因素和使用成本，这些具有精良功能的设备或系统往往难以发挥有效的作用。
[0005]
鉴于此，如何克服现有技术所存在的缺陷，解决目前失智人员追踪系统有效性不足的现象，是本技术领域待解决的问题。


技术实现要素：

[0006]
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明解决了目前失智人员追踪系统有效性不足的问题。
[0007]
本发明实施例采用如下技术方案：
[0008]
第一方面，本发明提供了一种基于图像识别的失智人群追踪的方法，具体为：将摄像头捕获的图像与失智人员图像数据进行比对，若比对成功，获取失智人员图像的捕获时间与摄像头点位位置，以及失智人员的无源 rfid信息；根据捕获时间与摄像头点位位置获取失智人员的时空关联人员图像，判定时空关联人员是否为失智人员监护人；若不存在时空关联人员，或未获取到失智人员的rfid信息，向失智人员监护人及监控系统推送告警通知；若时空关联人员不是失智人员监护人，提示时空关联人员扫描动态二维码进行身份确认，和/或向失智人员监护人进行告警。
[0009]
优选的，根据捕获时间与摄像头点位位置获取失智人员的时空关联人员图像，具体包括：根据摄像头点位位置获取同一地点捕获到的图像，根据捕获时间获取同一时间点
前后预设时间范围内图像，将同一地点且处于预设时间范围内的图像作为时空关联人员图像。
[0010]
优选的，根据视频监控摄像头点位位置获取同一地点捕获到的图像，具体包括：当同一预设区域内多于一个摄像头捕获到失智人员图像时，将所有捕获到失智人员图像的视频监控摄像头捕获到的图像的并集视为同一地点捕获到的图像。
[0011]
优选的，根据视频监控摄像头点位位置获取同一地点捕获到的图像，具体包括：对于捕获到失智人员图像的至少二个位置连续的摄像头，选择捕获到的图像数最少的预设个数的摄像头捕获到的图像作为同一地点捕获到图像。
[0012]
优选的，判定时空关联人员是否为失智人员监护人，具体包括：将时空关联人员图像与已登记的失智人员监护人图像进行比对；若比对成功，返回对应的失智人员监护人身份信息；若比对不成功，则返回比对失败消息。
[0013]
优选的，若不存在时空关联人员，或失控关联人员不是失智人员监护人，还包括：在指定区域内的视频监控摄像头点位搜寻失智人员的监护人，计算指定时间段内监护人与失智人员位置之间的距离若监护人与失智人员距离小于预警距离，发送陪伴提醒；若未搜寻到监护人，或监护人与失智人员距离大于预警距离，发送告警提醒。
[0014]
优选的，不存在时空关联人员，还包括：若监测到失智人员的所有监护人和/或所有监护人登记车辆都已离开指定区域，但该失智人员出现在指定区域内的任何一个摄像头点位位置，立即发出告警消息。
[0015]
优选的，监测到失智人员的所有监护人和/或所有监护人登记车辆都已离开指定区域，还包括：若检测到所有监护人登记车辆离开小区，且该失智人员在指定时长内未出现在该小区的任何一个视频监控摄像头点位，发出失智人员乘车离场提示消息。
[0016]
优选的，将摄像头捕获的图像与失智人员数据库中的数据进行比对，具体包括：当摄像头获取的人群行进方向为进入失智人员居住小区，则不进行比对分析。
[0017]
另一方面，本发明提供了一种基于图像识别的失智人群追踪的系统，具体为：包括至少一个摄像头、图像识别装置、二维码发布装置、rfid读取装置和告警装置：每个摄像头按照指定间隔距离分布，将获取到的图像发送至图像识别装置；图像识别装置包括至少一个处理器和存储器，所述至少一个处理器和存储器之间通过数据总线连接，所述存储器存储能被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令在被所述处理器执行后，用于完成第一方面提供的基于图像识别的失智人群追踪的方法；二维码发布装置根据图形识别装置的识别结果，显示需扫描的二维码；rfid读取装置在识别到失智人员后，读取失智人员的rfid标志信息；告警装置根据图像识别装置的识别结果，发送告警信息。
[0018]
与现有技术相比，本发明实施例的有益效果在于：使用图像识别的方式监控失智人员的位置信息，并通过时空关联人员分析判定失智人员是否有监护人陪伴，能够及时有效的发现失智人员没有监护人陪伴的情况，并及时向监护人、社区推送预警信息，使失智人员的监护人及早获取到失智人员可能的走失情况及当前位置。
【附图说明】
[0019]
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。
[0020]
图1为本发明实施例提供的一种基于图像识别的失智人群追踪的方法流程图；
[0021]
图2为本发明实施例提供的一种基于图像识别的失智人群追踪的系统结构示意图；
[0022]
图3为本发明实施例提供的一种基于图像识别的失智人群追踪的系统中图像识别系统的结构示意图。
【具体实施方式】
[0023]
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0024]
本发明是一种特定功能系统的体系结构，因此在具体实施例中主要说明各结构模组的功能逻辑关系，并不对具体软件和硬件实施方式做限定。
[0025]
此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。下面就参考附图和实施例结合来详细说明本发明。
[0026]
实施例1：
[0027]
目前，失智人员走失类警情更多的是家属、群众主动报警求助，而不能提前进行预警，这大大增加了事后人员的救援难度。当前虽然存在一些基于有源防走失手环、gps行动追踪器等智能定位设备的防走失方案，但往往成本较高且使用较为复杂。本发明实施例提供了一种高效便捷的失智人群追踪方法，使用图像识别的方式判定失智人员是否存在独自外出的情况，及时形成记录并通知家属、网格员、社区警务人员等，第一时间提示相关人员对失智人员关注，减少不必要的意外发生。
[0028]
如图1所示，本发明实施例提供的基于图像识别的失智人群追踪的方法具体步骤如下：
[0029]
步骤101：将摄像头捕获的图像与失智人员图像数据进行比对，若比对成功，获取失智人员图像的捕获时间与摄像头点位位置，以及失智人员的无源rfid信息。
[0030]
本实施例基于图像图像识别系统完成失智人员的识别与位置确认，并基于无源rfid信息进一步完成对失智人员的身份确认，并在后续步骤中实现主动预警。该方式无需失智人员或监护人使用额外的设备或主动进行位置查询，减少了因设备使用不便或未及时主动查询而导致的失智人员意外走失情况。
[0031]
现有技术条件下，对失智人员的追踪处置当前主要采用人脸识别技术，但人脸抓拍机点位数量有限的，形成的轨迹精细度也是不够的，实际的寻找仍是以普通治安监控调取居多。本实施例利用目标区域一定范围里的监控点位，做到对目标人员的实时跟踪，做到无论目标人员以何种角度出现在任何一个镜头下，系统都能自动切换视频监控画面，做到可视化的多维跟踪。在具体实现中，摄像头可以借助现有的社区监控摄像头或天网摄像头系统等，识别的图像包括人脸、背影、步态等。其中，人脸识别可以基于数据库的登记，并在人脸识别的基础上基于多个摄像头的联合识别完成背影和步态识别，以避免待识别人员的人脸未正对摄像头而产生的误识别或漏识别。
[0032]
步骤102：根据捕获时间与摄像头点位位置获取失智人员的时空关联人员图像，判定时空关联人员是否为失智人员监护人。
[0033]
当捕捉到失智人员外出时，进一步通过图像识别对失智人员的时空关联人员进行分析研判。一般情况下，失智人员与监护人都会近距离同行，会在同时出现在同一个摄像头的图像中，或在相近的时间经过相近的摄像头。因此，可以先通过时空关联状态初步判定失智人员是否有同行的伴随人员，再进一步判定伴随人员是否为监护人，以避免失智人员单独外出，或被恶意人员拐带。
[0034]
失智人员的监护人可主动通过小程序、微信、公众号或至社区进行信息登记，并同步至警务平台，警务平台登记的失智人员信息也会根据所属社区进行下发。通过与社区智慧治理平台的联动，深度警网融合，数据互通，图像识别系统能够对失智人员的监护人进行识别，判定失智人员当前是否有监护人陪伴。
[0035]
步骤103：若不存在时空关联人员，或未获取到失智人员的rfid信息，向失智人员监护人及监控系统推送告警通知。
[0036]
当小区各出入口捕捉到失智人员外出时，判断同时空是否有监护人伴随。若失智人员无人伴随独自外出，则推送告警至监护人、社区民警、网格员、门卫保安等安全监控人员，通过手机端音视频对讲及时阻止失智人员外出，避免进入社会面，或发挥网格的就近优势，在小区内及时找回失智人员。若失智人员未携带rfid标签外出，也需要向监护人推送告警通知，提示监护人为失智人员携带rfid标签，以避免失智人员因未携带rfid 标签导致意外走失后难以寻找。
[0037]
步骤104：若时空关联人员不是失智人员监护人，提示时空关联人员扫描动态二维码进行身份确认，和/或向失智人员监护人进行告警。
[0038]
时空关联人员不是失智人员监护人通常有以下情况。其一，时空关联人员为失智人员的陪护者，例如未登记的亲友、社区工作人员、警务人员等，该情况下，需要时空关联人员通过主动扫码进行确认，扫码后填写失智人员的信息、至少一个失智人员监护人的信息、以及时空关联人员本人的信息等，并向失智人员的监护人发送告警信息进行确认，若填写的信息及监护人确认都通过，标明该时空关联人员为监护人许可的失智人员的合法陪护者，可以进行放行。其二，时空关联人员为恶意拐带人员，该情况下时空关联人员无法正确填写失智人员信息或监护人信息，即使通过欺诈等手段获取到相关信息，也可以通过监护人的反馈及时阻止失智人员被拐带，或通过扫码的手机号码和采集到的人脸数据及时拐带者信息以便及寻回失智人员。其三，时空关联人员非失智人员的陪护者，仅因为偶然通路而被识别为时空关联者，该情况视为失智人员无人伴随，阻止失智人员外出，并向监护人等安全监控人员发送告警信息。
[0039]
经过本实施例中提供的步骤101-步骤104后，即可通过图像识别的方式确定失智人员出行时是否有监护人或合法陪护者同行，避免失智人员的走失，并在失智人员可能走失时及时进行告警。
[0040]
在实际实施过程中，可以使用以下方式根据捕获时间与摄像头点位位置获取失智人员的时空关联人员图像。
[0041]
(1)在某些人脸识别设备较少的区域，可以采用较为简易的方法获取时空关联人员人脸集合。根据摄像头点位位置获取同一地点捕获到的图像，根据捕获时间获取同一时
间点前后预设时间范围内图像，将同一地点且处于预设时间范围内的图像作为时空关联人员图像。具体的：获取捕获到失智人员人脸的同一视频监控摄像头点位在捕获到失智人员人脸前后n秒内人脸图片作为时空关联人员人脸集合。其中，为了避免失智人员与监护人距离过远，时间范围n优选为30秒。
[0042]
(2)在部署有多个人脸识别设备的小区内，可以通过失智人员轨迹搜集更大范围的时空关联人员。当同一预设区域内多于一个摄像头捕获到失智人员图像时，将所有捕获到失智人员图像的视频监控摄像头捕获到的图像的并集视为同一地点捕获到的图像。具体的，将捕获到失智人员人脸的m 个视频监控摄像头点位在捕获到失智人员人脸前后n秒内人脸图片作为m 个空间关联人员人脸集合。对m个空间关联人员人脸集合取并集从而生成时空关联人员人脸集合。其中，时间范围n优选为30秒。
[0043]
(3)在诸如小区出入口、小区主干道等人流量较大的视频监控卡口，单一视频监控摄像头点位前后n秒内人脸图片可能来自多个人员。所以需要筛除与失智人员明显无关的行人。通过挑选人流量较少的视频监控摄像头点位做交集运算，可以快速滤除无关的空间关联人员，从而降低后续比对的运算量。对于捕获到失智人员图像的至少二个位置连续的摄像头，选择捕获到的图像数最少的预设个数的摄像头捕获到的图像作为同一地点捕获到图像。具体的，将捕获到失智人员人脸的m个视频监控摄像头点位在捕获到失智人员人脸前后n秒内人脸图片作为m个空间关联人员人脸集合。从m个时域关联人员人脸集合中选取元素最少的s个集合。对s个集合取交集从而生成成时空关联人员人脸集合。考虑到多数小区的带有人脸识别的视频监控点位并不是特别多，s可以选取2。其中，m为捕获到失智人员人脸的视频监控摄像头点位个数。
[0044]
在具体实施中，需要通过失智人员监护人的登记信息判定时空关联人员是否为失智人员监护人。将时空关联人员图像与已登记的失智人员监护人图像进行比对；若比对成功，返回对应的失智人员监护人身份信息；若比对不成功，则返回比对失败消息。具体的，将伴随人员人脸集合中每一个人脸图片与失智人员监护人人脸集合中的元素逐一比对，若比对成功返回对应的智人员家属身份信息，若比对全部不成功，则返回比对失败消息。
[0045]
为了进一步避免监护人与失智人员距离较远导致的走失风险，还需要对监护人和失智人员之间的距离进行判定。在指定区域内的视频监控摄像头点位搜寻失智人员的监护人，计算指定时间段内监护人与失智人员位置之间的距离；若监护人与失智人员距离小于预警距离，发送陪伴提醒；若未搜寻到监护人，或监护人与失智人员距离大于预警距离，发送告警提醒。具体的，若时空关联人员不是失智人员监护人或失智人员无伴随人员，在指定区域内视频监控摄像头点位搜寻失智人员人脸对应的监护人在前后n 秒内是否出现，若出现，记录出现的视频监控摄像头点位的位置l1与时间段t1；计算t1时间段内l1与失智人员位置之间的距离，若小于100，发送陪伴提醒，若大于100米，发送告警提醒。n优选30秒。其中，指定区域可以为单个小区或多个小区组成的社区。
[0046]
为了避免失智人员所有监护人都外出时，失智人员在小区内独自活动导致的可能风险，系统应对失智人员的监护人进行监控，防止独自在家的失智人员单独外出活动，避免安全风险。若监测到失智人员的所有监护人和/或所有监护人登记车辆都已离开指定区域，但该失智人员出现在指定区域内的任何一个摄像头点位位置，立即发出告警消息。具体的，若系统监测到某个失智人员的所有监护人离开小群，而该失智人员在时长n内出现在该小
区的任何一个视频监控摄像头点位，且未查询到监护人登记车辆离开小区，该失智人员出现在该小区的任何一个视频监控摄像头点位，立即发出告警消息。
[0047]
进一步的，对于失智人员可能乘车外出或监护人都乘车外出而失智人员独自在家的情况，也需要对监护人进行通知确认。若检测到所有监护人登记车辆离开小区，且该失智人员在指定时长内未出现在该小区的任何一个视频监控摄像头点位，发出失智人员乘车离场提示消息。具体的，若在时长l内检测到监护人登记车辆离开小区，且该失智人员未再出现在该小区的任何一个视频监控摄像头点位，向消息接收者发出失智人员乘车离场告警消息。其中时长l优选30分钟。登记车辆包括但不限于汽车、摩托车、电动自行车。失智人员乘坐监护人登记的交通工具离开小区，一般会在30 分钟内离场。若超出30分钟尚未离场，且小区内视频监控摄像头均未捕捉到失智人员的人脸，应该是失智人员已经返回家中。
[0048]
由于失智人员由小区外进入往往是有监护人陪伴，为避免产生无意义的告警消息并减小系统的计算负载，没有必要进行时空关联人员的身份分析。当摄像头获取的人群行进方向为进入失智人员居住小区，则不进行比对分析。具体的，若视频监控摄像头点位位置为小区来访人员门禁摄像头位置，退出当前识别程序，不进行识别和判定。
[0049]
本实施例中，为了对失智人员可能的走失情况进行全面通知，因此消息接收者需要尽可能包含所有需要对走失情况进行防范的人，包括但不限于已登记的监护人、家属、小区物业、小区保安、社区网格员、社区警务人员等。为了避免消息被屏蔽或用户不及时查看告警消息，并尽可能适应不同消息接受者的使用习惯，报警通知消息的推送方式也需要尽可能全面，包括但不限于：短信、电话、微信消息、移动通信设备应用程序消息等。
[0050]
进一步的，本实施例中，失智人员携带的rifd标签上，还可以包含身份二维码。小区物业、小区保安、社区网格员、社区警务人员等收到报警通告信息的走失防范人员，或其他偶遇失智人员的热心路人，可以扫描二维码获得失智人员监护人的联系方式，从而及时与失智人员的监护人联系，进一步避免失智人员走失。同时，当二维码被扫描时，图像识别系统还可以查找与扫码时间最接近的失智人员图像，通过获取图像的摄像头点位位置获取到失智人员的当前位置范围，并调用附近的摄像头和rfid识别装置持续追踪定位，为寻找失智人员提供便利。优选的，为了保护相关人员的隐私，失智人员监护人的联系方式采用随机隐藏号码或自动一键拨号功能实现。
[0051]
本实施例提供的基于图像识别的失智人群追踪的方法具有以下好处。
[0052]
1.本实施例提供的方法在小区或社区内采用跨镜头的图形识别技术，定位和追踪并不受到gps信号干扰或基站定位漂移的影响，易于在失智人员离开住所的早期重建出更为精准的失智人员及其监护人员的移动轨迹。
[0053]
2.本实施例体用的方法仅利用安装在公共区域的视频监控设施实现对失智人群的追踪，不需要失智人群购买或佩戴用于定位的手环或追踪器，降低了定位追踪的采购成本与使用成本。
[0054]
3.本发实施例提供的方法还采用图形识别技术实现了对失智人员的伴随者分析，有效避免了失智人员在送探访人员出住宅小区时走失或跟随探访人员走失。
[0055]
实施例2：
[0056]
在上述实施例1提供的基于图像识别的失智人群追踪的方法的基础上，本发明还提供了一种可用于实现上述方法的基于图像识别的失智人群追踪的系统，
[0057]
如图2所示，是本发明实施例的装置架构示意图。系统中包括至少一个摄像头、图像识别装置、二维码发布装置、rfid读取装置和告警装置。图中线条标识装置间存在数据交互。
[0058]
每个摄像头按照指定间隔距离分布，以便于准确获取到失智人员的移动轨迹，并极可能准确的区分失智人员的陪伴者和偶然的同行者。并根据步骤101，将获取到的图像发送至图像识别装置，以便于图像识别装置根据图像进行失智人员和监护人的识别。
[0059]
图像识别装置包括至少一个处理器和存储器，至少一个处理器和存储器之间通过数据总线连接，所述存储器存储能被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令在被所述处理器执行后，用于完成实施例1中提供的基于图像识别的失智人群追踪的方法。具体的，执行步骤101中的失智人员图像识别功能，以及步骤102中的使用关联人员和失智人员监护人识别功能。
[0060]
二维码发布装置根据图形识别装置的识别结果，用于显示步骤104中需扫描的二维码。
[0061]
rfid读取装置在识别到失智人员后，根据步骤101读取失智人员的 rfid标志信息。
[0062]
告警装置根据图像识别装置的识别结果，根据步骤103和步骤104发送告警信息。
[0063]
本实施例的图像识别装置具体包括一个或多个处理器以及存储器。其中，图3中以一个处理器为例。
[0064]
处理器和存储器可以通过总线或者其他方式连接，图3中以通过总线连接为例。
[0065]
存储器作为一种基于图像识别的失智人群追踪方法非易失性计算机可读存储介质，可用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块，如实施例1中的基于图像识别的失智人群追踪方法。处理器通过运行存储在存储器中的非易失性软件程序、指令以及模块，从而执行基于图像识别的失智人群追踪的系统的各种功能应用以及数据处理，即实现实施例1的基于图像识别的失智人群追踪的方法。
[0066]
存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实施例中，存储器可选包括相对于处理器远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至处理器。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
[0067]
程序指令/模块存储在存储器中，当被一个或者多个处理器执行时，执行上述实施例1中的基于图像识别的失智人群追踪的方法，例如，执行以上描述的图1所示的各个步骤。
[0068]
本领域普通技术人员可以理解实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器(read only memory，简写为：rom)、随机存取存储器(random access memory，简写为：ram)、磁盘或光盘等。
[0069]
有上述过程可知，使用本实施例提供系统，可以在失智人员或监护人不使用额外的有源或高成本设备的基础上，完成实施例1中的失智人群追踪、陪护人员判定、以及相关的告警功能，实现便捷高效的失智人员追踪功能，减少了失智人员的意外走失。
[0070]
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。