一种基于边界链码的老人摔倒检测算法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106485185A(43)申请公布日2017.03.08(21)申请号201510531690.8(22)申请日2015.08.27(71)申请人无锡林之盛科技有限公司地址214000江苏省无锡市新区菱湖大道200号中国传感网国际创新园B2栋206(72)发明人彭力邵伟(51)Int.Cl.G06K9/00(2006.01)G06T7/246(2017.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称一种基于边界链码的老人摔倒检测算法(57)摘要本发明属于计算机视觉领域，公开了一种基于边界链码的老人摔倒检测的方法。本发明首先通过基于PERT背景建模的运动目标检测算法提取监控视频中的运动目标—老人，对于提取的运动目标进行中值滤波和形态学处理，获取完整的目标。然后对目标区域进行轮廓跟踪顺序找出边界点，生成边界链码。最后利用插值调整边界链码长度，通过与摔倒模型进行欧氏空间距离比较判别是否摔倒。本发明可降低老人摔倒检测算法的复杂度，并且可以获得较精确的摔倒检测结果，而且对于不同场景适应性较强。CN106485185ACN106485185A权利要求书1/1页1.一种老人摔倒检测方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：(1)运动目标提取：通过PERT背景建模，提取监控视频中的运动目标；(2)运动目标的滤波和形态学处理：对于提取的运动目标，采用中值滤波来消除这噪声干扰，利用形态学中膨胀和腐蚀来得到完整的目标；(3)边界链码生成：采用轮廓跟踪算法生成边界链码；(4)摔倒判别：利用插值调整边界链码长度，通过与摔倒模型进行欧氏空间距离比较判别老人是否摔倒。2.根据权利要求1所述的老人摔倒检测方法，其特征在于：所述步骤(1)的运动目标(老人)的获取采用的是基于PERT背景建模的运动目标检测算法。3.根据权利要求1或2所述的无老人摔倒检测方法，其特征在于：所述步骤(2)进一步包括：利用采用中值滤波来消除噪声干扰，利用形态学中膨胀和腐蚀来得到完整的目标。4.根据权利要求1所述的老人摔倒检测方法，其特征在于：所述步骤(3)具体是：轮廓跟踪就是顺序找出边界点，不仅可以跟踪出边界，还可以同时记录边界信息，生成边界链码，为形状分析和目标识别做准备；轮廓跟踪可以基于四方向码和八方向码分别跟踪出四连通的轮廓和八连通的轮廓；但对于大多数区域，不一定存在封闭的四连通轮廓，会导致基于四方向码的轮廓跟踪失败，因此，本文采用八方向码的轮廓跟踪。5.根据权利要求1或3所述的老人摔倒检测方法，其特征在于：所述步骤(4)具体是：由于实际老人的体型大小有差别以及老人与摄像头的距离存在不同造成实际链码与模板链码长度不一致，这将引起较大的比较误差，我们通过从相同起点开始编码和将较短的链码扩展到与较长链码相同的长度来解决这个问题，最终采用欧式空间距离来衡量经过调整后的模板边界链码和实际边界链码来比较两组链码的差别大小，即未知人形与摔倒模型的相似程度，欧式空间距离定义如下：D＝Sqrt(∑(x1i-x2i)^2)(1)其中i＝1，2，…n，这里x1l、x2l表示经过调整后的两组链码中对应位置的码值；如果欧式空间距离D小于我们预设的阈值(其大小根据实际系统的精确度而定)，并且这个状态持续持续一段时间，我们判断其为摔倒事件。2CN106485185A说明书1/4页一种基于边界链码的老人摔倒检测算法技术领域[0001]本发明属于计算机视觉技术领域，尤其涉及一种基于边界链码的老人摔倒检测算法。背景技术[0002]截止2013年底，我国60周岁及以上人口20243万人，占总人口的14.9％，人口老龄化情况严重。目前许多家庭的子女由于在外工作等原因，无暇照顾老人，因此老人的健康维护显得十分重要。对于大多数老年人来说，摔倒是造成严重受伤的原因之一。研究表明20-30％的老年人不同程度经受由摔倒引起的病痛，因此快速而准确地获取摔倒信息为伤者提供及时救助，可以大大提高医疗效率，降低由摔倒延迟发现而引起的近一步伤害。[0003]目前摔倒检测的相关算法可以分为两类：基于可穿戴式设备的摔倒检测算法和基于视频的摔倒检测算法。基于可穿戴式设备的摔倒检测根据设备监测到的数据来反映人体活动变化。但是可穿戴式设备容易受到外界噪声干扰，例如人体的自然伸缩，其正确判别率低。基于视频的摔倒检测通过布置在高危区域的摄像头捕捉人体活动，运用动作跟踪技术来识别摔倒事件。利用外接方框来代表人体，通过人体宽高比特征进行摔倒判断，算法简单但是容易产生误判。在人体宽高比特征的基础上采用有效面积比和中心变化率两个特征来进行结果修正，能有效防止误判。通过提取视频图像序列中人体形状特征积累似然率和设置阈值来进行摔倒动作匹配。其算法复杂，实时性较差。[0004]计算