基本信息
- 项目名称：
- 易失衡者智能安全监控系统
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 信息技术
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 本系统是一套基于模式识别技术实现的重心易失衡者智能安全监控系统，通过视频的实时监控，经过语音交互的确认，实时预警，通过无线发送模块及时向家人或医院发布援助信息，以达到对老人、小孩、癫痫症等独居的易失衡者的安全保护。
- 详细介绍：
- 本系统是一套基于模式识别技术实现的重心易失衡者智能安全监控系统，适用于容易产生失衡摔倒现象的独居群体（如老人、低血糖者、心脏病患者等）。 它利用摄像头采集视频，经分离前景并处理图像后，得到一个基本的人的形态，根据创新性的矩形轮廓算法对人体异常形态（如摔倒）进行初级判断，若判断为异常形态，便开启语音设备进行再判断，询问监控对象的安全状态，如果没有得到正确回答，则判为形态异常，开启无线发送模块，将监控对象的当前状态以短信或彩信形式发送给紧急联系人，以便对其进行及时的援助，避免监控对象因无人帮助而发生潜在的危险。
作品图片
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 目的：对于易失衡者，如老人、小孩、癫痫症患者等群体，独处家中一旦摔倒晕厥或发病，若没有得到及时的援助，将造成不可预知的后果，他们在家居生活中的安全令人担忧。本系统的开发旨在预防易失衡者在独居时发生意外情况时无法及时得到援助，并在发生意外时能够第一时间发出援助信号。 基本思路：本系统具有视频监控、语音交互、无线发送监控状态等功能，通过视频的监控，经过语音交互的确认，实时预警，及时向家人或医院发布援助信息，以达到对老人、小孩、癫痫症等独居的易失衡者的安全保护。 创新点：创意方面，将模式识别运用到家居监控，提高家居生活的安全性。技术方面，提出背景更新的算法，和“拟合人体矩形轮廓”“重心变化”两个特征。 技术关键：图像处理技术、前景分离技术、提取人体轮廓和特征、无线串口通信等。
科学性、先进性
- 智能监控系统还处于研究阶段，有很大的发展空间，提高运动目标识别的精度以及异常行为判别的准确性是实时智能监控系统的主要研究任务。目前本系统已实现了基本的准确的异常行为判断，在用户友好性方面和系统产品化方向仍有很大的发展前景。 本系统致力于保证易失衡者在独居时的安全，通过对人体运动目标检测及模式识别的研究，分析并提出了一种基于拟合矩形轮廓变化的人体异常行为简易识别算法，该算法将模式识别领域中的图像识别技术应用于智能监控领域，实验发现该算法对异常行为的判别性良好，提高了异常行为的检测速度；本系统将语音识别技术与图像识别技术结合，两者相辅相成，降低了图像识别中异常行为判断的失误率。本系统的无线发送预警模块利用智能监控技术与物联网的概念的交织，实现了有效信息的传递，使得监控对象在危险状态时能够被及时发现从而得到及时的救援，具有较强的实用性和可发展性。
获奖情况及鉴定结果
- 2010年7月，北京邮电大学第十届创新奖 获二等奖； 2011年1月，中国移动大学生创新大赛 优秀奖
作品所处阶段
- 中试阶段
技术转让方式
- 1作为独立产品销售； 2作为高级智能家居的一部分； 3作为运营商物联网产品的增值服务。
作品可展示的形式
- 实物、录像、现场演示
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 本系统的终极目标是利用视频、语音模式识别和移动通信等技术，构建一个监控系统硬件平台，利用一个全景摄像头和小巧的可触摸终端，实现对易失衡者独处时进行实时的监护和危险预警。产品可销售给独立消费者、提供智能家居系统的公司、作为运营商的增值服务，提高家居生活的安全性，具有较高的实用性和经济价值。
同类课题研究水平概述
- 在人体识别方面，当前人体识别多以隐形马尔科夫链HMM进行人体形态学习，并利用数据库储存已识别的人体形态，当采集到新的图像再进行模式匹配。但是这种方法的缺点是需要大量的空间来储存数据资源，运行速度比较慢。还有加入肤色、曲度等特征来进行识别人体的，但是在实际生活中，背景的复杂度会影响这种特征的识别。而我们采用的是人体矩形轮廓和重心作为特征，并利用正交摄像头可全捕捉各个角度的摔倒，算法简洁，可识别度高。 在分离前景方面，传统的运动目标检测方法主要有光流法、帧间差分法和背景差分法，就每种检测方法而言都有其自身的缺点和不足。我们在采用背景差分法的同时提出了背景更新的算法，在物体的检测中，对于被判断为属于物体的像素点，仍然保持原来的背景灰度值，不予更新，判断为是背景的点，依照下述规则更新背景模型： 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决于当前像素点的值，而且与以前帧具有相关性，因此背景模型可以在长时间内保持相对稳定。这种方法既有效地避免了一些背景的突发现象，同时也考虑了噪声的影响。通过对背景像素点灰度值的更新，可以适应光线、天气等外界环境变化带来的影响。 在市场应用方面，当前市面上有大量的视频监控设备，但多是人为实时监控为主，缺少对于特定人群的智能安全监控设施。易失衡者安全监控系统就是为实现对独居的易失衡者的远程、实时监护而开发的。当前市场中有概念类似的应用，如韩国SK电讯与韩国保健福利部合作的独居老人u-Care业务，通过设置在用户家里的设备提供消防以及老人照看等基本服务，有效降低了突发事件的发生概率，受到了韩国老人的欢迎，这表明，易失衡者安全监控系统具有一定的市场应用前景。
