CN105243780A - 一种儿童安全监控方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种儿童安全监控方法与系统，其中，该方法包括：对儿童周围进行安全监控，实时监控儿童周围是否有人靠近；若有人靠近，则进行信息采集；对采集到的信息进行处理，获取处理结果；利用处理结果与样本信息进行比较，获取比较结果；根据比较结果，获取儿童的安全状态，将儿童安全状态推送到监护人的终端上。实施本发明实施例，能实时对儿童进行安全监控，将儿童周边的实时情况传送到监护人的终端上，使监护人能第一时间获取儿童遇到危险的情况，能够第一时间化解危险情况，保证儿童的安全。

Description

一种儿童安全监控方法及系统

技术领域

本发明涉及安全监控技术领域，尤其涉及一种儿童安全监控方法及系统。

背景技术

随着技术的发展，安全监控的应用也是越来越广泛，渐渐地安全监控也用于到了儿童监控这一方面上；现有的主要采用GPS/LBS，即卫星定位和基站的智能模式定位技术，监护人可以通过上网或者手机等移动终端查看儿童的实时信息，以确保是否处于安全的区域；一旦离开安全区域就会将信息发送给家长，还包括一些紧急救援，比如有危险或者异常发生时，可以按紧急呼救键并拨打预先设定的手机号。

然而对于某些儿童无法判别的威胁或异常情况，或者儿童不会自主的呼救，家长不能在第一时间知道危险的发生，从而采取措施。在户外运动的情况下，儿童在没有家长陪护时，对于来自周围外界的某些潜在威胁，比如陌生人靠近的恶意举动等，无法即使做出反应和防护。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，本发明提供了一种儿童安全监控方法及系统，用于对儿童进行安全监控，将儿童周边的实时情况传送到监护人的终端上，使监护人能第一时间获取儿童遇到危险的情况，能够第一时间化解危险情况，保证儿童的安全。

为了解决上述问题，本发明提供了一种儿童安全监控方法，所述方法包括：

对儿童周围进行安全监控，实时监控所述儿童周围是否有人靠近；

若有人靠近，则采集所述儿童发出的声音信息和对靠近所述儿童的人的人脸信息；

对所述儿童发出的声音信息进行获取特征向量序列处理，获取所述儿童发出的声音信息的特征向量序列；对所述人脸信息进行获取人脸信息图像特征处理，获取所述人脸信息图像特征；

采用所述儿童发出的声音信息的特征向量序列与样本特征向量序列进行比较，获取第一比较结果；采用所述人脸信息图像特征与样本人脸信息图像特征进行比较，获取第二比较结果；

根据所述第一比较结果和所述第二对比结果，获取所述儿童的安全状态，将所述儿童安全状态推送到监护人的终端上。

优选地，所述对所述儿童发出的声音信息进行获取特征向量序列处理的步骤包括：

对所述儿童发出的声音信息进行降噪处理，获取处理结果；

根据所述处理结果进行数字信号转换处理，获取数字信号信息；

对所述数字信号信息进行分帧加窗处理，获取特征向量序列。

优选地，所述对所述人脸信息进行获取人脸信息图像特征处理的步骤包括：

对所述人脸信息进行降噪处理，获取处理结果；

将所述处理结果进行灰度值量化处理，获取量化处理结果；

将所述量化处理结果进行归一化处理，获取归一化处理结果；

在所述归一化处理结果上提取人脸信息图像特征。

优选地，所述样本特征向量序列为所述儿童尖叫哭声特征向量序列；

所述样本人脸信息图像特征为亲人人脸信息图像特征。

优选地，所述获取所述人脸信息图像特征还包括获取人脸表情图像特征。

本发明还提供了一种儿童安全监控系统，所述系统包括：

监控模块：用于对儿童周围进行安全监控，实时监控所述儿童周围是否有人靠近；

信息采集模块：用于采集所述儿童发出的声音信息和对靠近所述儿童的人的人脸信息；

处理模块：用于对所述儿童发出的声音信息进行获取特征向量序列处理，获取所述儿童发出的声音信息的特征向量序列；用于对所述人脸信息进行获取人脸信息图像特征处理，获取所述人脸信息图像特征；

对比模块：用于采用所述儿童发出的声音信息的特征向量序列与样本特征向量序列进行比较，获取第一比较结果；用于采用所述人脸信息图像特征与样本人脸信息图像特征进行比较，获取第二比较结果；

推送模块：用于根据所述第一比较结果和所述第二对比结果，获取儿童的安全状态，将所述儿童安全状态推送到监护人的终端上。

优选地，所述系统还包括：

存储模块：用于存储所述样本特征向量序列和用于存储所述样本人脸信息图像特征。

优选地，所述处理模块包括：

声音处理单元：用于所述儿童发出的声音信息进行获取特征向量序列处理，获取所述儿童发出的声音信息的特征向量序列；

图像处理单元：用于对所述人脸信息进行获取人脸信息图像特征处理，获取所述人脸信息图像特征。

优选地，所述声音处理单元包括：

降噪子单元：用于对所述儿童发出的声音信息进行降噪处理，获取处理结果；

转换子单元：用于根据所述处理结果进行数字信号转换处理，获取数字信号信息；

特征向量获取子单元：用于对所述数字信号信息进行分帧加窗处理，获取特征向量序列。

优选地，所述图像处理单元包括：

降噪处理子单元：用于对所述人脸信息进行降噪处理，获取处理结果；

量化处理子单元：用于将所述处理结果进行灰度值量化处理，获取量化处理结果；

归一化处理子单元：用于将所述量化处理结果进行归一化处理，获取归一化处理结果；

图像特征获取子单元：用于在所述归一化处理结果上提取人脸信息图像特征。

在本发明实施例中，通过对儿童周围的监控，及时采集儿童周围的信息并处理，能够实时对儿童进行安全监控，将儿童周边的实时情况传送到监护人的终端上，使监护人能第一时间获取儿童遇到危险的情况，能够第一时间化解危险情况，保证儿童的安全。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中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它的附图。

图1是本发明实施例的儿童安全监控方法的流程示意图；

图2是本发明实施例的获取特征向量序列的流程示意图；

图3是本发明实施例的获取人脸信息图像特征的流程示意图；

图4是本发明第一实施例的儿童安全监控系统的结构组成示意图；

图5是本发明第二实施例的儿童安全监控系统的结构组成示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动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。

图1是本发明实施例的儿童安全监控方法的流程示意图，如图1所示，该方法包括：

S11：对儿童周围进行安全监控；

S12：判断是否有人进入监控的范围，若没有，则继续监控，若有，则进入下一步；

S13：采集儿童发出的声音信息和对靠近儿童的人的人脸信息；

S14：对儿童发出的声音信息进行获取特征向量序列处理，获取儿童发出的声音信息的特征向量序列；对人脸信息进行获取人脸信息图像特征处理，获取人脸信息图像特征；

S15：采用儿童发出的声音信息的特征向量序列与样本特征向量序列进行比较，获取第一比较结果；采用人脸信息图像特征与样本人脸信息图像特征进行比较，获取第二比较结果；

S16：根据第一比较结果和第二比较结果，获取儿童的安全状态，将儿童安全状态推送到监护人的终端上。

对S11作进一步说明：

采用红外感应器对儿童周围进行安全监控，红外感应器的最大感应范围在10m左右，本实施例采用的红外感应器的感应距离在1m之内，当有人进入到1m的范围时，红外感应器即可发现可疑目标，实现对儿童周围进行安全监控。

对S12作进一步说明：

对S11的监控情况进行实时处理，在没有可疑目标进入监控范围时，继续进行安全监控，在发现可疑目标进入安全监控范围时，启动信息采集设备进行信息采集，并保持对周围环境进行安全监控。

对S13作进一步说明：

信息采集设备中的声音采集设备对儿童发出的声音进行采集，以8kHZ进行声音采集；信息采集设备中的图像采集设备开启，对进入安全监控区域的可疑目标进行图像采集。

其中，声音采集设备可疑为麦克风、采音管等设备；图像采集设备可以为摄像头等设备。

对S14做进一步说明：

下面结合图2对S14中采集到的声音信息进行处理，获取特征向量序列进行说明：

S21：对儿童发出的声音信息进行降噪处理，获取处理结果；

S22：根据处理结果进行数字信号转换处理，获取数字信号信息；

S23：对数字信号信息进行分帧加窗处理，获取特征向量序列。

对S12作进一步说明：

本方案实施例中采用低通滤波的方式对声音信息进行降噪处理，就是把声音信息通过低通滤波器，使得噪音部分被低通滤波器中被过滤，达到降噪的目的。

下面结合图3对S14中采集到的人脸信息进行获取人脸信息图像特征处理进行说明：

S31：对人脸信息进行降噪处理，获取处理结果；

S32：将处理结果进行灰度值量化处理，获取量化处理结果；

S33：将量化处理结果进行归一化处理，获取归一化处理结果；

S34：在归一化处理结果上提取人脸信息图像特征。

对S31作进一步说：

将获取的人脸图像信息先进行灰度处理，然后将灰度后的人脸信息通过低通滤波处理，消除因为采集图像原因的噪声影响和人脸信息灰度化带来的噪声影响。

对S32作进一步说明：

将获取的S31的处理结果进行量化处理，其中，0表示最暗，255表示最亮，采用数字的形式来代替人脸信息的灰度，获取量化处理结果。

对S33作进一步说明：

因为灰度量化处理后的灰度值较大，可能会影响后续的计算，为了方便后续计算，对量化结果进行Max-Min值归一化处理，将量化值归一化到[0,1]之间，方便后续计算使用。

在S14中对人脸信息处理的时候，还包括对人脸信息的脸部表情进行脸部表情特征提取处理，选取脸部34个基点进行提取，分为提取面部图像的几何特征和cabor小波特征提取两个部分，然后利用典型相关分析对几何特征和cabor特征进行特征融合，作为表情特征的输入特征，完成表情特征的提取。

对S15作进一步说明：

样本特征向量序列是以4kHZ的高频儿童哭声作为声音样本进行提取的，正常情况下的儿童哭声在400HZ-1kHZ，而在受到惊吓时的儿童哭声的音频可以在1kHZ以上，当采集获取的儿童发出的声音信息的特征向量序列与样本特征向量序列进行比较，获取第一比较结果。

样本人脸信息图像特征是儿童的亲人的人脸信息图像特征，其中保证父母、爷爷奶奶等，采用采集到的人脸信息图像特征与样本图像特征进行比较，获取第二对比结果。

根据人脸信息处理的结果提取到的表情特征与数据库中的表情相比较，获取采集到的人脸信息的表情是否会让儿童受到惊吓。

对S16作进一步说明：

根据S15中的第一比较结果，若第一比较结果的相似度在50％或以上的，推送危险信号到监护人的终端上，或相似度小于50％，则向监护人推送儿童哭了，需要留意；根据第二比较结果；相似度在95％或以上的则认为是熟人靠近，向监护人推送有熟人靠近儿童；若小于，则向监护人推送有陌生人靠近儿童，需要注意；若获取采集到的人脸信息的表情会让儿童受到惊吓，则推送危险信号，让监护人快速回到儿童身边，对儿童进行保护。

另外，本发明第一实施例提供了一种儿童安全监控系统，如图4所示，该系统包括：

监控模块41：用于对儿童周围进行安全监控，实时监控儿童周围是否有人靠近；

信息采集模块42：用于采集儿童发出的声音信息和对靠近儿童的人的人脸信息；

处理模块43：用于对儿童发出的声音信息进行获取特征向量序列处理，获取儿童发出的声音信息的特征向量序列；用于对人脸信息进行获取人脸信息图像特征处理，获取人脸信息图像特征；

对比模块44：用于采用儿童发出的声音信息的特征向量序列与样本特征向量序列进行比较，获取第一比较结果；用于采用人脸信息图像特征与样本人脸信息图像特征进行比较，获取第二比较结果；

推送模块45：用于根据第一比较结果和第二比较结果，获取儿童的安全状态，将儿童安全状态推送到监护人的终端上。

优选地，本发明第二实施例还提供了一种儿童安全监控系统，如图5所示，该系统还包括：

存储模块46：用于存储所样本特征向量序列和用于存储所样本人脸信息图像特征。

优选地，处理模块包括：

声音处理单元：用于对儿童发出的声音信息进行获取特征向量序列处理，获取儿童发出的声音信息的特征向量序列；

图像处理单元：用于对人脸信息进行获取人脸信息图像特征处理，获取人脸信息图像特征。

优选地，声音处理单元包括：

降噪子单元：用于对儿童发出的声音信息进行低通滤波降噪处理，获取处理结果；

转换子单元：用于根据处理结果进行数字信号转换处理，获取数字信号信息；

特征向量获取子单元：用于对数字信号信息进行分帧加窗处理，获取特征向量序列。

优选地，图像处理单元包括：

降噪处理子单元：用于对人脸信息进行灰度处理和噪声过滤处理，获取处理结果；

量化处理子单元：用于将处理结果进行灰度值量化处理，获取量化处理结果；

归一化处理子单元：用于将量化处理结果进行归一化处理，获取归一化处理结果；

图像特征获取子单元：用于在归一化处理结果上提取人脸信息图像特征。

在本发明实施例中，通过对儿童周围的监控，及时采集儿童周围的信息并处理，能够实时对儿童进行安全监控，将儿童周边的实时情况传送到监护人的终端上，使监护人能第一时间获取儿童遇到危险的情况，能够第一时间化解危险情况，保证儿童的安全。

本领域普通技术人员可以理解上述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(ROM，ReadOnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccessMemory)、磁盘或光盘等。

另外，以上对本发明实施例所提供的一种儿童安全监控方法及系统进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种儿童安全监控方法，其特征在于，所述方法包括：

对儿童周围进行安全监控，实时监控所述儿童周围是否有人靠近；

若有人靠近，则采集所述儿童发出的声音信息和对靠近所述儿童的人的人脸信息；

对所述儿童发出的声音信息进行获取特征向量序列处理，获取所述儿童发出的声音信息的特征向量序列；对所述人脸信息进行获取人脸信息图像特征处理，获取所述人脸信息图像特征；

采用所述儿童发出的声音信息的特征向量序列与样本特征向量序列进行比较，获取第一比较结果；采用所述人脸信息图像特征与样本人脸信息图像特征进行比较，获取第二比较结果；

根据所述第一比较结果和所述第二比较结果，获取所述儿童的安全状态，将所述儿童安全状态推送到监护人的终端上。

2.根据权利要求1所述的儿童安全监控方法，其特征在于，所述对所述儿童发出的声音信息进行获取特征向量序列处理的步骤包括：

对所述儿童发出的声音信息进行降噪处理，获取处理结果；

根据所述处理结果进行数字信号转换处理，获取数字信号信息；

对所述数字信号信息进行分帧加窗处理，获取特征向量序列。

3.根据权利要求1所述的儿童安全监控方法，其特征在于，所述对所述人脸信息进行获取人脸信息图像特征处理的步骤包括：

对所述人脸信息进行降噪处理，获取处理结果；

将所述处理结果进行灰度值量化处理，获取量化处理结果；

将所述量化处理结果进行归一化处理，获取归一化处理结果；

在所述归一化处理结果上提取人脸信息图像特征。

4.根据权利要求1所述的儿童安全监控方法，其特征在于，所述样本特征向量序列为所述儿童尖叫哭声特征向量序列；所述样本人脸信息图像特征为亲人人脸信息图像特征。

5.根据权利要求1所述的儿童安全监控方法，其特征在于，所述获取所述人脸信息图像特征还包括获取人脸表情图像特征。

6.一种儿童安全监控系统，其特征在于，所述系统包：

监控模块：用于对儿童周围进行安全监控，实时监控所述儿童周围是否有人靠近；

信息采集模块：用于采集所述儿童发出的声音信息和对靠近所述儿童的人的人脸信息；

处理模块：用于对所述儿童发出的声音信息进行获取特征向量序列处理，获取所述儿童发出的声音信息的特征向量序列；用于对所述人脸信息进行获取人脸信息图像特征处理，获取所述人脸信息图像特征；

对比模块：用于采用所述儿童发出的声音信息的特征向量序列与样本特征向量序列进行比较，获取第一比较结果；用于采用所述人脸信息图像特征与样本人脸信息图像特征进行比较，获取第二比较结果；

推送模块：用于根据所述第一比较结果和所述第二比较结果，获取所述儿童的安全状态，将所述儿童安全状态推送到监护人的终端上。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

存储模块：用于存储所述样本特征向量序列和用于存储所述样本人脸信息图像特征。

8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述处理模块包括：

声音处理单元：用于对所述儿童发出的声音信息进行获取特征向量序列处理，获取所述儿童发出的声音信息的特征向量序列；

图像处理单元：用于对所述人脸信息进行获取人脸信息图像特征处理，获取所述人脸信息图像特征。

9.根据权利要求8所述的儿童安全监控系统，其特征在于，所述声音处理单元包括：

降噪处理子单元：用于对所述儿童发出的声音信息进行降噪处理，获取处理结果；

转换子单元：用于根据所述处理结果进行数字信号转换处理，获取数字信号信息；

特征向量获取子单元：用于对所述数字信号信息进行分帧加窗处理，获取特征向量序列。

10.根据权利要求8所述的儿童安全监控系统，其特征在于，所述图像处理单元包括：

降噪处理子单元：用于对所述人脸信息进行降噪处理，获取处理结果；

量化处理子单元：用于将所述处理结果进行灰度值量化处理，获取量化处理结果；

归一化处理子单元：用于将所述量化处理结果进行归一化处理，获取归一化处理结果；

图像特征获取子单元：用于在所述归一化处理结果上提取人脸信息图像特征。