CN106028915A - 婴儿监测装置 - Google Patents

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CN106028915A CN201480075897.2A CN201480075897A CN106028915A CN 106028915 A CN106028915 A CN 106028915A CN 201480075897 A CN201480075897 A CN 201480075897A CN 106028915 A CN106028915 A CN 106028915A
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Abstract

提供一种基于床(1)上的孩子的运动给予在孩子的睡眠行为上的洞察的婴儿监测系统(10)。婴儿监测系统(10)包括视频照相机(11)、运动估计器(21)和处理器(22)以将观察到的运动分类成事件。一组事件给予父母在孩子的睡眠行为上的洞察。

Description

婴儿监测装置
技术领域
[0001]发明涉及婴儿监测装置。
背景技术
[0002]已经认识到孩子的睡眠行为对于孩子的心理和身体发育是高度重要的。因此,存在有获得关于孩子的睡眠行为的客观数据的不断增长的需要。不断增长的需要不仅在医学治疗中感觉到,而且由父母在日常生活中感觉到。此外父母愿意获取到在他们的孩子的睡眠节律上的洞察。不幸的是,在非医学环境中不容易获得有关客观睡眠的数据:当孩子在床上时父母不总是能够照管孩子,并且,如果能够照管孩子,父母往往没有充分地警觉以正确地跟踪所观察到的睡眠状态、尤其是在夜晚期间没有。
[0003] —般情况下父母发现难以确定他们的孩子已经睡多久和他们的睡眠行为及发展如何。
[0004] US 2007/0156060 Al公开了一种用于自动监测睡眠的设备,包括:用于记录对象睡眠的直播图像的视频记录仪,包括用于将所记录的图像实时发送至活动装置的发送器;和与所述发送器通信的计算装置,包括用于实时接收所发送的图像的接收器、用于实时分析所接收到的图像并且用于实时自动推断关于对象的状态的信息的处理器和用于实时显示由所述处理器推断的关于对象的状态的信息的监视器。
发明内容
[0005]发明的目的是提供一种孩子的睡眠行为和睡眠发展的客观代表。
[0006]根据本发明该目的被实现在于一种用于监测婴儿床中的婴儿的婴儿监测装置,包括:视频照相机,被布置成提供用于检测婴儿的运动的序列的视频信号;MPEG视频编码器,包括被布置成基于在压缩期间由MPEG视频编码器在视频信号上执行的运动估计将运动的序列分类的运动估计器,用于将从运动传感器接收到的运动的序列分类成小幅度运动、中间幅度运动和大幅度运动(分类运动);和处理器,用于基于从运动估计器接收到的小、中间和大幅度运动的序列将事件分类。视频照相机被布置成检测孩子或婴儿的活动。MPEG视频编码器包括运动估计器,其使用由视频照相机检测到的活动基于压缩期间由MPEG视频编码器在视频信号上执行的运动估计将运动的序列分类,以将活动分类为小幅度运动、中间幅度运动或大幅度运动。运动估计器基于运动的幅度在数个分类运动中间进行区分。运动幅度可以在MPEG视频编码器中的运动估计器计算运动矢量时在视频信号的压缩期间容易地从MPEG视频编码器中提取。从这些运动矢量中仅运动幅度或分类运动需要被存储用于本发明的目的,如正常情况下也由运动估计器在MPEG视频编码期间获得的运动矢量的方向不需要存储。由运动估计器分类的分类运动将随后被给送至处理器用于将小、中间和大幅度运动的序列分类为事件。事件是孩子的睡眠行为的处理器的解释。通过测量并分析孩子的活动,可以获得关于孩子的睡眠行为的信息。
[0007]发明的有利实施例在于运动估计器可以将由婴儿进行的呼吸分类为小幅度运动、将婴儿的身体在婴儿床内的活动分类为中间幅度活动并且将婴儿的身体进出婴儿床的活动分类为大幅度运动。在小、中间和大运动上的分类给予父母在他们的孩子的睡眠行为上的洞察。胸部的活动、即呼吸可以被分类为小幅度运动。小幅度运动可以代表安静睡眠,因为运动传感器没有检测到身体活动。中间幅度运动可以代表活跃睡眠或警觉。警觉可以包括发声。呼吸运动存在,但是被身体的活动掩盖。大幅度运动可以代表父母将婴儿从床上抱出来或者将婴儿放到床上。小和中间幅度运动被大幅度运动掩盖/推翻。为了清楚起见,如果没有检测到运动,那么运动估计器分类为不存在运动。
[0008]在优选实施例中婴儿监测系统包括声音传感器并且处理器也基于从声音传感器接收到的声音将事件分类。挨着运动传感器的声音传感器使得系统能够除了运动之外还监测声音。声音传感器将附加输入提供至处理器。处理器结果基于从运动估计器接收到的小、中间和大幅度运动的序列并基于从声音传感器接收到的声音将事件分类。包括仅运动传感器的婴儿监测系统能够在分类运动之间区分婴儿在床上的行为,使得系统确定婴儿是安静地躺着还是在活动。处理器的双输入使得婴儿监测系统能够在五个行为状态:安静睡眠、活跃睡眠、安静警觉、活跃警觉和啼哭之间进行区分。诸如声音传感器等的附加传感器的存在因而使得系统能够更可靠地监测孩子的睡眠行为。
[0009]优选地处理器被布置成使用其他生命体征的改变来确定事件。其他生命体征可以包括例如心率或体温。由其他生命体征的输入提供的附加信息提供了更可靠的婴儿监测系统。通过利用附加数据可以防止来自运动传感器数据的不正确分析和/或错误警报。例如,当运动传感器未检测到运动时,婴儿或者在床上且没有呼吸或者婴儿不在床上。在第一情况中要求父母的立即响应并且因此应该警告父母,而在第二情况中不需要警告父母。来自诸如体温等的生命体征的附加信息可以被用于确定是否应该提供警报。当没有检测到体温或在环境范围内的温度时,处理器可以被调整不提供警告,因为可能婴儿没在床上。然而如果温度被测量处于正常体温或较高或较低,但远高于环境温度,则处理器可以触发警报。在该情况中孩子可能在床上、或者处于高温中或者发烧了,并且没有呼吸。通过将处理器布置成使用来自运动传感器和来自生命体征传感器的两个数据,可以更精确地确定事件并且可以减少错误解释的数量。
[0010]在优选实施例中处理器被布置成将小幅度运动跟着是中间幅度运动跟着是小幅度运动的序列分类为婴儿在床上且不安活动的事件。分类运动的顺序指示出婴儿安静地躺着并且仅观察到胸部的运动、跟着是婴儿活动并再次是胸部的运动。婴儿最有可能安静地睡着或安静地警觉、跟着是活跃睡眠或活跃警觉并且再次安静地睡着或安静地警觉。这为父母提供了婴儿在床上并且睡眠不安的信息。
[0011]在另一优选实施例中处理器被布置成将不存在运动跟着是大幅度运动跟着是小幅度运动或中间幅度运动的序列分类为婴儿被放到床上事件。运动幅度的顺序指示出首先没有运动、跟着是大于婴儿可做出的运动并且最终是指示出呼吸的胸部的运动。这为父母提供了婴儿被放到床上并且他安静地躺着、或者睡着或者警觉并且不需要立即关注的信息。
[0012]在进一步优选的实施例中处理器被布置成将小幅度运动或中间幅度运动跟着是大幅度运动跟着是不存在运动的序列分类为婴儿被从床上抱出事件。运动幅度的顺序指示出婴儿首先在床上安静地躺着并且他开始用他的身体活动、诸如挥手或转身。这之后婴儿被从床上抱出来,因为大幅度运动指示出大于婴儿可以自己做出的运动、诸如父母将婴儿从床上抱出来。
[0013]在另一优选实施例中处理器被布置成将小幅度运动的序列分类为婴儿在床上事件。小运动幅度的序列指示出仅观察到呼吸并且没有观察到较大的身体活动。处理器将该数据序列指示为婴儿在床上并且安静地睡着或醒着。这对于父母来说是令人欣慰的信息并且不要求警告父母。
[0014]在进一步优选的实施例中处理器被布置成将中间幅度运动跟着是另一中间幅度运动的序列分类为婴儿在床上醒着事件。代表着身体运动的中间幅度运动的连续顺序是婴儿在床上醒着的指示。这对于父母可以是去看看婴儿的信号。
[0015]有利地处理器被布置成提供基于分类事件的序列的统计。基于分类运动的序列的分类的分类事件可以仅次于实时数据代表被用于确定孩子在较长时段内的睡眠行为。它可以例如用于确定婴儿在白天或晚上睡眠多久、某些行为状态进行多久或者预测最佳睡眠时间和唤醒婴儿的时间。它还可以由其他看护者用于将孩子的数据与一组相同年龄的孩子进行比较。这在当婴儿被推定睡眠太少时或者当婴儿比预期的发育慢时是有益的。
[0016]在另一优选实施例中处理器被布置成提供基于分类运动的序列的统计。如果婴儿与同年龄的其他孩子相比太经常地醒来或者如果婴儿发育不是很好,则提供基于分类运动的统计是有帮助的。分类为中间幅度运动的太多或太长时间间隔和分类为小幅度运动的太少或太短时间间隔指示出婴儿经常活跃地睡着或活跃地醒来并且不经常安静地睡眠。安静睡眠或深度睡眠与关联着学习的处理信息相关联并因此对于健康发育是必要的。
[0017]在另一实施例中婴儿监测系统被布置成将事件记录日志。事件的记录日志将关于孩子的睡眠行为的信息提供给父母。记录日志示出一段时间、例如24小时的周期期间的事件的序列。它给予父母关于婴儿在该周期睡眠如何的客观反馈。
附图说明
[0018]发明的这些及其他方面将参照附图进一步得以阐述并进行描述,其中
[0019]图1图示出根据发明的安排的示意图,
[0020]图2示出与运动矢量重叠的照片图像,
[0021]图3示出示例性地图示出用于将事件分类的方法的实施例的流程图,
[0022 ]图4示出示例性地对于运动的几个序列的图表。
具体实施方式
[0023]图1示意性地示出根据本发明的婴儿监测系统10。系统10包括诸如视频照相机等的运动传感器11、运动估计器21和处理器22。婴儿监测系统10可以配备有用于记录声音的附加传感器,声音传感器12和/或配备有用于检测诸如心率或脉搏等的生命体征的附加传感器,声明体征传感器13。婴儿监测系统还可以配备有数据存储器24。本发明的功能可以被集成或嵌入记录床I上的婴儿的声音和视频并将其向父母实时提供的常见婴儿监测系统10中,或者可以被设置在适合本发明的睡眠行为的分析的婴儿监测系统10中。
[0024]婴儿监测系统10的目的是监测床I上的孩子并且提供关于孩子的睡眠行为的信息。运动传感器11被布置用于检测床I上的婴儿的图像的序列。运动估计器21使用由运动传感器11检测到的图像以从两个相继的图像计算出运动幅度并将运动幅度/活动分类为小幅度运动、中间幅度运动或大幅度运动。如由运动估计器21分类的分类运动被给送至处理器22,用于将小、中间和大幅度运动的序列分类为事件。事件是孩子的睡眠行为的处理器22的解释。通过测量并分析孩子的在床I上和进入与离开床I的活动,可以获得关于孩子的睡眠行为的信息。
[0025]挨着运动传感器11的声音传感器12使得系统能够除了运动之外还监测声音。声音传感器12将附加输入提供至处理器22。处理器22结果基于从运动估计器接收到的小、中间和大幅度运动的序列并基于从声音传感器接收到的声音将事件分类。
[0026]生命体征传感器13的应用提供了用于更可靠的婴儿监测系统的附加信息。生命体征传感器13可以是单独的传感器,但是生命体征也可以由运动传感器11监测。通过利用附加数据可以防止来自运动传感器的数据的不正确分析和/或错误警报。
[0027]处理器22包括用于将实时的或存储的数据通信至接收单元(未示出)的天线23。接收单元(未示出)一般位于婴儿的房间(未示出)外面、例如父母单元或智能电话中,使得房间外面的人、例如孩子的父母可以照看孩子。处理器22将分类运动和分类事件传输至数据存储器24以创建分类运动的历史的日志。对于各时间段,在该时间段期间检测到的至少最大分类运动被存储。
[0028]图2示出与运动幅度/运动矢量重叠的照片。运动矢量通过运动估计器21使用常见MPEG视频编码技术计算出并且代表在时间的过程中的运动的视觉解释。运动矢量越大,活动越大。运动幅度的计算是公知的视频处理过程并且不会进一步在这里进行阐述。对于常规视频处理,运动幅度和方向两者是相关的,但是对于婴儿监测仅运动的幅度需要确定。
[0029]图3示意性地示出用以分类事件的方法的流程图。在步骤101中记录床I上的婴儿的图像。步骤101由运动传感器11执行。
[0030] 在步骤102中从两个相继的图像计算出运动幅度。在该步骤中确定运动的大小和方向。运动幅度包括运动的大小。
[0031]在步骤103中将来自步骤102的运动幅度分类成分类运动。区分三个不同分类:小幅度运动、中间幅度运动和大幅度运动。运动估计器21将由婴儿进行的呼吸分类为小幅度运动、将婴儿的身体在婴儿床内的活动分类为中间活动,和将婴儿的身体进出婴儿床的活动分类为大幅度运动。在小、中间和大运动上的分类给予父母他们的孩子的睡眠行为上的洞察。胸部的活动、即呼吸被分类为小幅度运动。小幅度运动代表安静的睡眠,因为运动传感器没有检测到身体活动。中间幅度运动代表活跃睡眠或警觉。警觉可能包括发声。呼吸运动存在,但是被身体的活动掩盖。大幅度运动代表父母将婴儿从床上抱出来或者将婴儿放到床上。小和中间幅度运动被大幅度运动掩盖/推翻。为了清楚起见,如果没有检测到运动,那么运动估计器分类为不存在运动。
[0032]运动幅度的序列的示例被示出在图4中。运动幅度的序列使用用于运动分析的常见MPEG视频编码技术计算出。运动幅度的序列的示例被示出在图4中。运动幅度的序列使用用于运动分析的常见MPEG视频编码技术计算出。MPEG视频编码器包括运动估计器,其被布置成基于压缩期间由MPEG视频编码器在视频信号上执行的运动估计将运动的序列分类。运动幅度可以在当MPEG视频编码器中的运动估计器计算运动矢量时在视频信号的压缩期间容易地从MPEG视频编码器中提取。从这些运动矢量中仅运动幅度或分类运动需要被存储用于本发明的目的,如正常情况下也由运动估计器在MPEG视频编码期间获得的运动矢量的方向不需要存储。在水平轴上绘制出时间。将运动幅度绘制在竖直轴上。在测量期间运动幅度一般在-0.2与0.2之间。该运动幅度代表小运动幅度并且将由处理器22分类为小幅度运动。小幅度运动被评价为呼吸运动。在水平轴上的2000左右观察到若干大运动幅度。这些大运动幅度将由处理器22分类为大幅度运动。大幅度运动将被评价为从床I里面到外面或者反之亦然的运动。其他运动幅度将被分类为中间幅度运动。中间幅度运动将被评价为婴儿在床上的活动。取决于传感器22的灵敏度设置,单一时间帧中间幅度运动可以忽略不计或者将被记录日志在数据存储器24中。处理器22会将这些相继的分类运动的顺序分类为婴儿在床上事件、跟着是父母的干扰、跟着是婴儿在床上事件。父母可能例如来到婴儿的床I旁边给婴儿盖上毯子或者将物体从婴儿的脸上拿走。
[0033] 步骤102和103由运动估计器执行。分类运动被输入用于步骤105和用于步骤106。
[0034] 分类运动被处理到步骤105。在步骤105中处理器22接收分类运动的序列并且随后基于若干相继的分类运动将事件分类。处理器22例如会将小幅度运动跟着是中间幅度运动、跟着是小幅度运动的序列分类为婴儿在床上且不安活动的事件。分类运动的顺序指示出婴儿安静地躺着并且仅观察到胸部的运动、跟着是婴儿活动并再次是胸部的运动。婴儿最有可能安静地睡着或安静地警觉、跟着是活跃睡眠或活跃警觉并且再次安静地睡着或安静地警觉。这为父母提供了婴儿在床上并且睡眠不安的信息。另一示例是不存在运动跟着是大幅度运动跟着是小幅度运动或中间幅度运动的序列并且将由处理器22分类为婴儿被放到床上事件。运动幅度的顺序指示出首先没有运动、跟着是大于婴儿可做出的运动并且最终是指示出呼吸的胸部的运动。这为父母提供了婴儿被放到床上并且他安静地躺着、或者睡着或者警觉并且不需要立即关注的信息。
[0035]步骤105可以接收来自步骤104的附加输入。在步骤104中由声音传感器12在孩子附近记录声音并将其发给处理器22。在步骤105中处理器22基于从运动估计器22接收到的小、中间和大幅度运动的序列并基于从声音传感器12接收到的声音将事件分类。包括仅运动传感器11的婴儿监测系统10能够在分类运动之间区分婴儿在床I上的行为,使得系统10确定婴儿是安静地躺着还是活动着。处理器22的双输入使得婴儿监测系统10能够在五个行为状态:安静睡眠、活跃睡眠、安静警觉、活跃警觉和啼哭之间进行区分。诸如声音传感器12等的附加传感器的存在因而使得系统能够更可靠地监测孩子的睡眠行为。分类事件将发给数据存储器24。
[0036]数据、来自步骤105的分类事件和来自步骤103的分类运动将在步骤106中被存储在数据存储器24中。分类运动可用于基于分类运动的序列将事件分类。分类运动和分类事件可用于给予父母在床I上的孩子的睡眠行为上的洞察。它为父母提供了关于婴儿睡眠如何的客观反馈。代替存储分类运动,可以存储运动幅度的序列,即代替代表在各时间段期间遇到的平均或最大运动幅度的分类运动的序列,存储测得的运动幅度。

Claims (12)

1.一种用于监测婴儿床中的婴儿的婴儿监测装置(10),包括: -视频照相机(11),被布置成提供用于检测所述婴儿的运动的序列的视频信号, -运动估计器(21),用于将从运动传感器接收到的所述运动的序列分类, -处理器(22),用于基于从所述运动估计器接收到的小、中间和大幅度运动的序列将事件分类, 其特征在于,所述婴儿监测装置包括包含所述运动估计器的MPEG视频编码器,并且其中所述运动估计器被布置成:基于压缩期间由所述MPEG视频编码器在所述视频信号上执行的运动估计,将从所述运动传感器接收到的所述运动的序列分类成小幅度运动、中间幅度运动和大幅度运动。
2.如权利要求1所述的婴儿监测装置,其中运动估计器将所述婴儿进行的呼吸分类为小幅度运动、将所述婴儿的身体在所述婴儿床内的活动分类为中间幅度运动并且将所述婴儿的身体进出所述婴儿床的活动分类为大幅度运动。
3.如权利要求2所述的婴儿监测装置,其中所述婴儿监测系统包括声音传感器(12)并且其中所述处理器基于从所述声音传感器接收到的声音并基于从所述运动估计器接收到的小、中间和大幅度运动的序列将事件分类。
4.如权利要求2所述的婴儿监测装置,其中所述处理器被布置成使用其他生命体征的改变来确定所述事件。
5.如权利要求1、2或3所述的婴儿监测装置,其中所述处理器被布置成将小幅度运动跟着是中间幅度运动跟着是小幅度运动的序列分类为婴儿在床上且不安活动的事件。
6.如权利要求1、2或3所述的婴儿监测装置,其中所述处理器被布置成将不存在运动跟着是大幅度运动跟着是小幅度运动或中间幅度运动的序列分类为婴儿被放到床上事件。
7.如权利要求1、2或3所述的婴儿监测装置,其中所述处理器被布置成将小幅度运动或中间幅度运动跟着是大幅度运动跟着是不存在运动的序列分类为婴儿被从床上抱出事件。
8.如权利要求1、2或3所述的婴儿监测装置,其中所述处理器被布置成将小幅度运动和中间幅度运动的序列分类为婴儿在床上事件。
9.如权利要求1、2或3所述的婴儿监测装置,其中所述处理器被布置成将中间幅度运动跟着是另一中间幅度运动的序列分类为婴儿在床上醒着事件。
10.如前述权利要求中的任一个所述的婴儿监测装置,其中所述处理器被布置成提供基于分类的事件的序列的统计。
11.根据前述权利要求中的任一个所述的婴儿监测装置,其中所述处理器被布置成提供基于分类的运动的序列的统计。
12.根据前述权利要求中的任一个所述的婴儿监测装置,其中所述处理器被布置成将事件记录日志。
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