CN109863469B - 使用热标签进行实时活动监控 - Google Patents

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Abstract

热标签包括沿电阻路径产生电流的电源，以及沿电阻路径设置的以沿红外发射图案发射红外光的多个红外发射特征，其中多个红外发射特征包括限定图案区域的热标签的第一表面上的一个或多个红外发射条纹和图案区域的一部分内的多个红外发射点，以提供用于活动监测的抗热扩散图案。

Description

使用热标签进行实时活动监控
技术领域
本发明一般涉及活动监控，尤其涉及用于以最小的隐私问题跟踪活动的热标签以及用于检测活动的方法。
背景技术
存在监测患者活动的显著需求，例如在康复期间或在家中进行老年人护理。在这种情况下，尽管患者位于偏远地区，但医生可能需要知道治疗或疾病的症状是如何进展的。然而，传统的视频监控带来了明显的隐私问题。特别地，虽然传统的彩色摄像机提供远程监测患者活动的能力，但是这种摄像机还将捕获可包括例如在计算机或电视屏幕上显示的图像或在纸张上的书写的信息。因此，尽管监测可能提供明确的益处，但患者可能不愿意进行这种监测。
具有矩阵条形码的视觉标签，例如快速响应(QR)码，提供了跟踪和/或监测对象的方式。这样的标签可以包括机器可读光学标签，其包含关于它所附着的物品的信息。例如，QR码包括视觉图案，该视觉图案包括在白色背景上紧密排列并以正方形图案封装的黑色模块(例如，正方形)。然而，这种标签可能受到热扩散的影响，这可能使条形码变形，并且当采用热成像时使这种标签内的像素信息不可读。例如，热扩散可能导致QR码的视觉图案变得模糊和失真。例如，热扩散可能发生在热标签周围的空气流动、热点和冷点之间的温差，或者在寒冷天气期间。因此，具有抗热扩散图案的热标签是重要的。
发明内容
一种热标签，包括：电源，沿电阻路径产生电流；以及沿电阻路径设置的以沿红外发射图案发射红外光的多个红外发射特征，其中多个红外发射特征包括限定图案区域的热标签的第一表面上的一个或多个红外发射条和图案区域的一部分内的多个红外发射点，以提供用于活动监测的抗热扩散图案。
一种用于活动监测的方法，包括捕获包括被监测的至少一个个体和至少一个红外发射标签的环境的红外图像；检测在所述至少一个红外发射标签上的以红外发射图案排列的多个红外发射特征，其中所述多个红外发射特征包括限定图案区域的在所述至少一个红外发射标签的第一表面上的一个或多个红外发射条，在所述图案区域的一部分内的多个红外发射点，以提供抗热扩散图案；以及使用处理器跟踪被监测的个体与所述至少一个红外发射标签之间的关系。
一种非暂时性计算机可读存储介质，包括用于活动监测的计算机可读程序，其中所述计算机可读程序在计算机上执行时使所述计算机执行：捕获包括被监测的至少一个个体以及至少一个红外发射标签的环境的红外图像；检测在所述至少一个红外发射标签上的以红外发射图案排列的多个红外发射特征，其中所述多个红外发射特征包括限定图案区域的在所述至少一个红外发射标签的第一表面上的一个或多个红外发射条，在所述图案区域的一部分内的多个红外发射点，以提供抗热扩散图案；以及使用处理器跟踪被监测的个体与所述至少一个红外发射标签之间的关系
从将结合附图来阅读的对其说明性实施例的以下详细描述中，这些和其他特征和优点将变得明显。
附图说明
本公开将参考以下附图在以下优选实施例的描述中提供细节，其中:
图1是根据本发明的实施例的被监测环境的示图；
图2是示出根据本发明的实施例的红外发射标签的顶视图；
图3是示出传统的快速响应(QR)码的热图像的顶视图；
图4是示出根据本发明的红外发射标签的热图像的顶视图；
图5是示出根据本发明的红外发射标签的热图像的顶视图；
图6是示出根据本发明的红外发射标签的热图像的顶视图；
图7是示出根据本发明的红外发射标签的热图像的顶视图；
图8是示出根据本发明的用于确定被监测人的活动的系统/方法的框图/流程图；
图9是示出根据本发明的活动监测系统的框图/流程图；以及
图10是示出根据本发明的处理系统的框图/流程图。
具体实施方式
本发明的实施例使用红外发射热标签和红外照相机进行活动监测。红外成像检测红外波段中的电磁辐射，其对肉眼是不可见的并且通常由温暖的对象(例如人体)产生。红外光也可以通过人工方式产生。这样，本实施例使用热标签和红外摄像机跟踪患者的运动，并且另外通过使用附接到感兴趣的对象的红外发射标签跟踪患者与环境中的对象的相互作用。
现在参考图1，示出了示例性监测环境100。环境100包括至少一个用户102。用户102可以是，例如，受伤或生病的人、老年人、或将受益于活动监测的任何人。另外，环境100中存在包括热标签的多个对象104。对象104通过热标签发射连续或脉冲的红外信号。在使用脉冲红外信号的实施例中，可以为每个对象104分配唯一的图案，该图案将该对象与其他对象区分开。
红外监测设备108捕获来自环境的红外信息。应当注意，可以在单个环境中使用多个监测设备108以覆盖所有潜在的视角。监测设备108可以拍摄静止图像，或者可以替代地捕获环境100的红外发射的视频。应当理解，本原理可以应用于其他类型的成像设备，但是特别考虑红外线，因为人体固有地发射可检测水平的红外辐射。对于本实施例的功能，不需要将监测设备108严格限制为红外线，而是用于防止可能由于记录可见光信息而引起的潜在隐私侵害。
用户102凭借体热发射红外辐射，而对象104从它们各自的热标签发射红外辐射。该红外光由监测设备108捕获并且可以用于显示用户在环境100中的活动。例如，如果用户102拾取对象106(例如，手杖)，则监测设备108将捕获该事件。然而，受限于红外辐射，监测设备108将不会检测未标记的对象，除非它们的温度与环境温度不同。因此，监测设备108不能解析打印的主题或屏幕的显示的细节，因为这些表面通常呈现不依赖于内容的统一的温度。
由监测设备108捕获的信息可以在医学治疗中具有重要用途。例如，患有帕金森病的患者使用手杖的频率可能是有意义的。因此，热标签可以附接到手杖，使得可以记录用户102携带手杖的情况。
现在参考图2，继续参考图1，示出了示例性红外标签200的图。标签200包括沿电阻路径布置以发射红外发射图案的一个或多个红外发射特征(例如，带202，点206)。带202和点206可以包括一个或多个发光二极管(LED)，例如级联的LED，和/或板上的电路电阻。在一些实施例中，红外发射特征202、206包括金属材料，例如钨材料(例如，钨)。在一些实施例中，红外发射特征202、206包括一个或多个发光二极管(LED)。例如，带202包括沿着电阻路径定位的一个或多个LED，使得带202发射具有基本线性图案的红外光。类似地，点206包括沿电阻路径定位的一个或多个LED，使得点206发射具有特定形状(例如，圆形)的红外光。因此，带和点206以这样的方式定位：当红外发射特征202、206发射红外光时，红外发射特征202、206形成不同的热图案204。红外发射图案补偿热扩散并且易于使用热成像技术检测。在一些实施例中，红外发射特征202、206定位在标签200的面向监测设备108的第一表面上。
当功率/热量施加到红外发射特征202、206时，红外发射特征202、206产生和/或发射红外发射图案形式的红外光。红外发射图案可以包括某些信息，这些信息可以被提取以创建人类活动以及环境中的对象的交互的所捕获的热图像的上下文。例如，红外发射图案识别被标记的对象(例如，环境100中的对象104)、被标记的对象104与热传感器(例如，监测设备108)之间的距离、和/或三维空间中的被标记的对象104的方向。
标签200包括布置在图案区域204中的一个或多个红外发射特征(例如，202、206)。红外发射特征包括，例如，标签200的第一表面上沿着电阻路径(未示出)以预定图案布置的一个或多个带202和/或多个点206。电阻路径例如包括将电源210连接到一个或多个红外发射特征202、206的金属连接。因此，耦合到电阻路径的红外发射特征202,206发射红外光。
在一些实施例中，红外发射特征包括至少一个带202，其限定标签200上的图案区域204。在一个实施例中，红外发射特征包括至少两个彼此正交(例如，以直角、垂直)的带202。在进一步的实施例中，红外发射特征包括至少四个条带202，形成进一步限定图案区域204的盒子。如将在下面进一步详细描述的，耦合到电阻路径的带202发射可用于标签校准的红外光。带202具有足够的厚度和/或发射具有足够厚度的条红外图案，使得当采用热成像方法时带202是可识别和/或可读的。在一个实施例中，带202可以具有0.5厘米(cm)的厚度，但是容易想到其他厚度。
在一些实施例中，带202的特性限定了可使用热成像技术检测的图案区域204。例如，每个带202的长度限定图案区域204的至少一个尺寸，使得点206布置/定位在图案区域204的一部分内。当采用两个正交带202时，带202限定图案区域204的两个尺寸，例如长度和宽度。因此，监测设备108可通过检测一个或多个红外发射带202将图案区域204和/或点206定位在标签200上。
在一些实施例中，红外发射特征包括多个红外发射点206。点206沿着电阻路径布置并且在图案区域204的一部分内。如图图2所示，多个点206以矩阵配置定位/布置，使得每个点206位于矩阵的相应列和行中。点206被定位成使得点被间隙G分开，间隙G是标签200上的非红外发射表面(例如，白色背景)。以红外发射图案发射红外光的点206的数量和/或位置包括与被标记的对象104相关联的信息，例如被标记的对象104的标识。例如，在其各自的位置具有三个点206的红外发射图案可以表示手杖，而在其各自的位置具有六个点206的第二红外发射图案可以表示药瓶。对象的标识及其各自的红外发射图案204可以存储在存储设备中，例如图9的存储器904。应当注意，虽然示出了圆点206，但是容易想到其他形状和尺寸。例如，点206可以是方形、椭圆形、三角形等。
红外发射点206在图案区域204内彼此隔开间隙G。间隙G包括非红外发射表面，使得间隙G不发射红外光。每个相邻的红外发射点206之间的最小距离可取决于多种因素，例如热传感器(例如，监测设备108)的成像分辨率、标签200与热传感器108之间的物理距离、和/或标签200的热扩散属性。在一些实施例中，间隙G包括多种距离，例如但不限于红外发射点206之一的直径。间隙G可包括非红外发射表面，例如白色背景，使得在采用热成像技术时不会检测到图案区域204内的间隙G和/或白色背景。
标签200包括电源210。电源210可以是用于存储或产生电力的任何适当的设备。在一个示例中，电源210可以是简单电池(例如，纽扣电池或其他小型电池)。在另一个示例中，电源210可以将来自例如光或运动的功率转换成电能，然后可以将电能存储在电池或电容中。
电源210向电阻路径(未示出)供应电力。在一个实施例中，电阻路径可以包括以类似网状的方式连接红外发射特征202、206的连接(例如，金属连接)。例如，电阻路径可以包括形成在红外发射特征202、206下方的金属网格线。当电流通过电阻路径时，产生热量并且从红外发射特征202、206发射红外光。可以使电阻路径的布局对于每个红外标签200是唯一的，使得监测设备108可以识别红外发射图案204，从而识别红外标签200所附着的对象104。
在替代实施例中，红外发射特征202、206包括红外发光二极管(LED)，当电流通过红外发光二极管(LED)(例如，穿过电阻路径)时，红外发光二极管发射红外信号。如上所述，可以为每个红外标签200布置独特的红外LED图案。或者，可以根据独特的图案调制红外LED的输出。
可以以已知的方位和位置将红外标签200附着在环境100中的每个感兴趣的对象104上。基于由监测设备108捕获的图像(其仅示出用户身体102的轮廓红外线)，可以重建由标签200发射的红外发射图案204、用户的行走模式的图像以及与对象104的交互。
现在参考图3，出于说明性目的，示出了具有QR码的传统视觉标签300。QR码300可以包括具有黑色模块302(例如，正方形)的视觉图案，其在白色背景上紧密排列并以正方形图案封装。当热扩散程度增加时(由箭头示出)，QR码300的失真水平增加。如图3所示，随着热扩散的增强，QR码300的黑色模块302变得模糊和失真。因此，这种QR码300受到热扩散成像的不利影响，从而使得这种QR码300内的像素信息(例如，黑色模块302)不可读。
图4说明性地描绘了根据本原理从热标签200发射的示例性红外发射图案400。当电流施加到电阻路径时，红外发射条202和红外发射点206发射红外光，从而形成在热图像中捕获的红外发射图案400。因此，标签200的不发射红外光的部分(例如，非红外发射特征)，例如标签200的边缘，未在热图像中示出。
如图4所示，条202和点206以红外发射图案400发射红外光，与视觉QR码300的紧密堆积的方形模块302相比，红外发射图案400更耐热扩散。因此，热扩散不会对读取标签200的能力产生负面影响。图4中，即使环境中的热扩散加剧时，红外发射图案400(例如，来自条202和点206的发射的红外光)仍然是可识别的。尽管存在热扩散的影响，但诸如监测设备108的热标签传感器检测和/或读取红外发射图案400。因此，这种标签200可以成功地用于热成像技术中，以监测和/或跟踪用户与这种被标记的对象104的交互。
现在参考图5，继续参考图1，说明性地描绘了热标签200的透视变换。在一些实施例中，红外发射图案400(例如，带202)的透视变换可用于被标记的对象104的几何校准，以确定被标记的对象104与监测设备108之间的距离。在一些实施例中，可以采用红外发射图案400(例如，带202)的几何校准来确定三维空间中被标记的对象104的方向。例如，用户与被标记的对象104的交互可以包括转动被标记的对象104，例如当用户102吃药时(例如，可以被标记的药瓶，可以被转动超过90度以分配药物)。因此，本发明采用透视变换和/或几何校准来进一步跟踪和/或监测三维环境中用户与被标记的对象104的交互。
在一些实施例中，红外发射图案400沿着至少两个带202发射红外光，所述带202彼此正交并且在相邻的带202之间形成直角214a(例如，90度角)。带202连接到带202的远端。此外，至少两个带202中的每一个可包括实际或初始长度Li。带202可以具有相同的长度，如图5所示，然而可以容易地预期带202可以具有不同的长度。例如，带202的初始长度可以是大约3cm，使得红外发射图案400沿着带202发射大约3cm的红外光。初始长度Li可以存储在存储设备和/或数据库中。在一些实施例中，初始长度Li可以限定热图案区域204。例如，图案区域204包括Li x Li的尺寸。
当标签200直接面对监测设备108时，红外发射图案400沿条202发射红外光，其看起来是正交的和/或形成直角214a。然而，当标签200没有直接面向监测设备108时，例如当标签200和/或被标记的对象104远离/朝向监测设备108旋转(例如，水平旋转)时，红外发射图案变为红外发射图案500。红外发射图案500(例如，标签200的透视变换)沿着条202发射红外光，其不再呈现正交。另外，红外发射图案500沿条202发射红外光，条202看起来长度减小/增大(例如，观察到的长度Lo)。在一个实施例中，来自红外发射图案500的观察到的角度214b似乎可以从原始红外发射图案400改变(例如，减小)。
如在红外发射图案400、500中发射的，带202的长度和/或正交带202之间的角度之间的差异可以指示标签200和/或被标记的对象104的方向。例如，当与实际/原始长度Li和/或实际/原始角度214a相比时，观察到的长度Lo和/或观察到的角度214b可以提供关于标签200到监测设备108的距离的信息。因此，监测系统可以在三维环境中确定标签200和/或被标记的物品104的物理上下文，物理上下文是距离、方向和/或移动(在时域中)。
在一些实施例中，红外发射图案500沿着带202发射红外光，当标签200朝向和/或远离监测设备108旋转时，带202在热图像中看起来长度减小和/或非正交。热图像内带202的长度(例如观察到的长度Lo)越小，热传感器和标签200之间的距离越远。因此，可以采用红外发射图案500(例如，带202)的透视变换，确定标签200和/或被标记的对象104与监测设备108之间的距离、和/或三维空间中被标记的对象104的方向。
每个带202可以沿着标签200延伸物理(例如，实际)长度Li。每个带202的相应实际长度可以由活动监测系统预先确定和/或已知。当标签200旋转和/或更靠近/远离监测设备108时，红外发射图案500中的带202的观察到的长度Lo可以与如红外发射图案400中所示的实际物理长度Li不同。随着与传感器和/或观察者之间的距离增加，一些对象看起来更小，这被称为透视缩短。透视缩短是使对象或距离看起来比物理上更短的视觉效果，因为它朝向传感器和/或观察者成角度。例如，观察到的长度Lo可以大于或小于物理长度Li，其可以指示被标记的对象104到监测设备108的距离，尤其是已知条202的实际物理尺寸Li(例如，长度)的时候。
当标签200或其部分更靠近监测设备108时，红外发射图案500中的观察到的长度Lo可以大于红外发射图案400中的实际长度Li。当标签200或者其部分远离监测设备108时，观察到的长度Lo可以小于实际长度Li。监测设备108和/或活动监测系统可以基于监测设备108观察/监测的带202的这种测量来确定到标签200和/或被标记的对象104的近似距离。
在一个实施例中，红外发射带202的位置指示热标签200的方向。例如，热标签200可以具有已知的带202的方向。如图5所示，带202的位置(例如，热标签200的顶部边缘和左边缘)可以存储在数据库中。当热标签200旋转时，红外发射带202的位置可能在热图像中显得旋转。例如，如图5所示，假设热标签200具有沿顶边缘和左边缘定位的两个正交的带202。当热标签200逆时针旋转90度时，红外发射图案400中的带202出现在底边和左边上。相反，当热标签200顺时针旋转90度时，红外发射图案400中的带202出现在顶部边缘和右边缘上。因此，可以将带202的已知方向与观察到的带202的方向进行比较，以确定热标签200在环境100中的方向。
现在参考图6，继续参考图1，说明性地描绘了两个不同的红外发射图案600a、600b。在一些实施例中，标签200包括布置在不同位置的多个红外发射点206，以发射不同的红外发射图案600a、600b。如上所述，以矩阵配置布置点206，使得每个点206与图案区域204内的相应的行和列相关联。每个矩阵配置(例如，点206的布置)与相应的对象相关联，其可以存储在数据库中。因此，红外发射图案600a、600b包括不同的矩阵配置，使得点206的位置指示标签200附接到的特定的对象104。例如，红外发射图案600a、600b表示识别被标记的对象104的代码(例如，手杖，药物等)。
在一个实施例中，带202限定图案区域204的尺寸，使得红外发射点206位于图案区域204的一部分内。例如，带202的实际长度Li可以被划分为Ln区域，其中每个Ln区域对应于矩阵配置的列和/或行。点206可以位于Ln区域中，使得每个Ln区域包括单个点。如上所述，虽然本说明书将图案定义为包括多个点，但是容易想到其他符号和/或形状。
在一些实施例中，多个点206的位置表示标识被标记的对象104的二进制代码216。与被标记的对象104相关联的二进制代码216可以是预定的并且可以存储在存储设备中(例如，存储器、数据库等)。图6中，红外发射图案600a和600b被示出为具有总共六个红外发射点206。每个点206对应于形成二进制码216(例如，识别码)的0或1。二进制代码表示例如使用二进制数系统的两个二进制数字0和1的文本。二进制代码为每个符号或指令分配值。例如，非红外发射部分，例如那些不具有点206的Ln区域，可以被赋予值“0”，而包括点206的Ln区域可以被赋予值“1”。因此，用于红外发射图案600a的识别码216是“101_011_110”，其对应于它们各自位置(例如，列，行)中的第一、第二和第三行中的两个点206。用于红外发射图案600a的识别码216是“010_111_011”，其对应于它们各自位置中的第一行中的一个点206、第二行中的三个点206、以及第三行中的两个点206。识别码216存储在数据库中，并可用于识别特定对象。应该注意，红外发射图案600a、600b内的更多或更少的点206是容易想到的。因此，当监测设备108和/或活动监测系统检测到红外发射图案600a、600b时，监测设备108和/或活动监测系统可以识别用户102正在与哪个特定对象进行交互。
现在参考图7，说明性地描绘了红外标签700的替代配置。标签700包括发射红外光的红外发射特征(例如，两个正交带202和多个点206)，红外光形成独特的红外发射图案204。带202限定包括四个象限的图案区域204。象限可以用作用于定位红外发射点206的区域。在一个实施例中，图7中所示的所有点206都可以被利用。在另一个实施例中，图7中的仅部分点206可以被利用。点206的不同配置(例如，位置)用于发射不同的红外发射图案204并识别不同的被标记的对象104。
现在参考图8，继续参考图1-7，示出了监测活动的方法700。框802使用监测设备108获取环境100的红外图像(例如，热图像)。虽然其他形式的成像是可能的，但应该理解的是，仅使用红外图像提供便于追踪用户活动的能力，同时还能够保护尽可能多的用户隐私。
框804定位可能存在于每个图像中的任意红外标签200。如上所述，标签200可以附接到环境100中的对象104，并且这样的对象可以是固定的或可移动的。可以通过在热图像中搜索红外图像中相对明亮的、相对小的图案来定位标签200。红外发射图案对于单个标签200是独特的，无论是空间布局还是时间顺序。这样，框804可以识别标签200所附着的对象104。
如框806所示，在一些实施例中，定位红外标签包括检测一个或多个红外发射特征。红外发射特征包括一个或多个红外发射带202。例如，带202发射预定厚度和/或沿预定长度的红外光。在一些实施例中，检测一个或多个红外发射特征包括检测彼此正交的至少两个带。例如，至少两个带202在每个带202的远端处连接，使得条形成直角。因此，避免了未连接和/或不正交的杂项线和/或带。在一些实施例中，检测一个或多个红外发射特征包括应用霍夫线变换(Hough Line Transform)。
在一些实施例中，检测一个或多个红外发射特征包括检测图案区域204内的至少一个红外发射点206。红外发射点206可以在由红外发射带202限定的图案区域204内。在一些实施例中，图案区域204包括每个点206之间的间隙G，间隙G具有相邻点206之间的最小距离(例如，0.3cm)。在一些实施例中，间隙G是非红外发射。因此，避免了不形成红外发射图案的一部分的杂点。
在一个实施例中，检测一个或多个红外发射特征202、206包括将图案区域内的部分量化为多个量化的部分并检测一个或多个量化的部分中的点206。如上所述，带202限定图案区域204，例如图案区域204的尺寸。在一个实施例中，图案区域204被量化为行和列，其形成矩阵配置。量化的部分可以包括与单行和单列相关联的部分。
框808确定与每个标签200相关联的至少一个因素。该至少一个因素包括，例如，标签200到热传感器(例如，监测设备108)的距离、标签200的方向、和/或与标签200相关联的标识(例如，被标记的对象104的标识)。在一些实施例中，确定至少一个因素包括检测至少一个带202的观察到的长度Lo和/或正交的带202之间的观察到的角度214b，并将观察到的长度Lo和/或观察到的角度214b分别与预定的(例如，实际的)长度Li和/或预定的(例如，实际的)角度214a相比较，用于确定三维环境中标签200与热传感器(例如，监测设备108)的距离。
在一个实施例中，确定至少一个因素包括检测一个或多个带202的观察到的位置，并将观察到的位置与预定位置进行比较，以确定三维环境中热标签200的方向。在一些实施例中，确定至少一个因素包括提取/检测每个红外发射点206的位置并将这些位置与预定点布局进行比较以识别热标签200和/或被标记的对象104。例如，点206的位置包括与被标记的对象104相关联的二进制代码216。因此，提取红外发射图案(例如，带202、点206)以创建所捕获的人类活动的热图像和环境中的对象的交互的上下文，而不管环境中热扩散的影响。
框810在每个图像中定位人。人发出了红外辐射的特征图案，它将在红外图像中显示为轮廓。因为监测设备108响应根据身体的温暖而发出的光，所以它不能区分细微的细节，例如唇部运动，这可能是隐私敏感的。
框812识别框804中定位的标签200与框810中检测到的人之间的关系。例如，如果标签200与红外图像中的人的轮廓重叠，则人可以与该标签200交互。在具体示例中，框812将标签200的位置与每个图像中的人的位置相关联。如果标签200的位置与每个检测到的图像中的人的位置相关，则框812确定人正在与标签200交互。然而，如果标签200仅在三个图像之一中与人的轮廓重叠，然后，在该示例中，可以得出结论，该人实际上并不在标签200附近。
应注意，标签200可在交互期间不与人的轮廓重叠。例如，标签200可以附着在手杖的一端，而人握持手杖的另一端。然而，仍然可以从视频中随时间的相对运动模式推导出关系。
应该理解，监测设备108可以对一系列不同的红外波长敏感。特别地，人以相对长的波长(例如，大于约1μm)发射红外发射。因此，标签200可以配置成发射相对短的波长(例如，小于约1μm)的红外辐射。这允许系统容易地区分人和标签200，即使标签在视觉上与人的轮廓重叠。
框814跟踪跨多个图像的所识别的关系。然后，框816在空间和时间中使用人和标记对象之间的关系来确定活动。例如，如果人体轮廓和给定标签200在监测设备108的视野上移动，则可以推断出该人正握住标签200所附着的对象104。在该示例中，框814因此跨越来自监测设备108的记录视频的多个帧跟踪人和标签200之间的空间关系。
本发明可以是系统、方法和/或计算机程序产品。计算机程序产品可以包括计算机可读存储介质，其上载有用于使处理器实现本发明的各个方面的计算机可读程序指令。
计算机可读存储介质可以是可以保持和存储由指令执行设备使用的指令的有形设备。计算机可读存储介质例如可以是――但不限于――电存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备或者上述的任意合适的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、静态随机存取存储器(SRAM)、便携式压缩盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能盘(DVD)、记忆棒、软盘、机械编码设备、例如其上存储有指令的打孔卡或凹槽内凸起结构、以及上述的任意合适的组合。这里所使用的计算机可读存储介质不被解释为瞬时信号本身，诸如无线电波或者其他自由传播的电磁波、通过波导或其他传输媒介传播的电磁波(例如，通过光纤电缆的光脉冲)、或者通过电线传输的电信号。
这里所描述的计算机可读程序指令可以从计算机可读存储介质下载到各个计算/处理设备，或者通过网络、例如因特网、局域网、广域网和/或无线网下载到外部计算机或外部存储设备。网络可以包括铜传输电缆、光纤传输、无线传输、路由器、防火墙、交换机、网关计算机和/或边缘服务器。每个计算/处理设备中的网络适配卡或者网络接口从网络接收计算机可读程序指令，并转发该计算机可读程序指令，以供存储在各个计算/处理设备中的计算机可读存储介质中。
用于执行本发明操作的计算机程序指令可以是汇编指令、指令集架构(ISA)指令、机器指令、机器相关指令、微代码、固件指令、状态设置数据、或者以一种或多种编程语言的任意组合编写的源代码或目标代码，所述编程语言包括面向对象的编程语言—诸如Smalltalk、C++等，以及常规的过程式编程语言—诸如“C”语言或类似的编程语言。计算机可读程序指令可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络—包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。在一些实施例中，通过利用计算机可读程序指令的状态信息来个性化定制电子电路，例如可编程逻辑电路、现场可编程门阵列(FPGA)或可编程逻辑阵列(PLA)，该电子电路可以执行计算机可读程序指令，从而实现本发明的各个方面。
这里参照根据本发明实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图和/或框图描述了本发明的各个方面。应当理解，流程图和/或框图的每个方框以及流程图和/或框图中各方框的组合，都可以由计算机可读程序指令实现。
这些计算机可读程序指令可以提供给通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理装置的处理器，从而生产出一种机器，使得这些指令在通过计算机或其它可编程数据处理装置的处理器执行时，产生了实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的装置。也可以把这些计算机可读程序指令存储在计算机可读存储介质中，这些指令使得计算机、可编程数据处理装置和/或其他设备以特定方式工作，从而，存储有指令的计算机可读介质则包括一个制造品，其包括实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的各个方面的指令。
也可以把计算机可读程序指令加载到计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上，使得在计算机、其它可编程数据处理装置或其它设备上执行一系列操作步骤，以产生计算机实现的过程，从而使得在计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上执行的指令实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作。
附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或指令的一部分，所述模块、程序段或指令的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
说明书中对本原理的“一个实施例”或“实施例”及其其他变型的引用意味着结合该实施例描述的特定特征、结构、特性等被包括在本原理的至少一个实施例中。因此，在整个说明书中出现在各个地方的短语“在一个实施例中”或“在实施例中”以及任何其他变型的出现不一定都指代相同的实施例。
应当理解，例如，在“A/B”、“A和/或B”、以及“A和B中的至少一个”的情况下，“/”、“和/或”以及“至少一个”中的任意一个的使用旨在包括仅选择第一个列出的选项(A)、或仅选择第二个列出的选项(B)、或选择两个选项(A和B)。作为另一个例子，在“A、B和/或C”和“A，B和C中的至少一个”的情况下，这种措辞旨在包括仅选择第一个列出的选项(A)、或仅选择第二个列出的选项(B)、或仅选择第三个列出的选项(C)、或仅选择第一个和第二个列出的选项(A和B)、或选择仅限第一和第三个列出的选项(A和C)、或仅选择第二个和第三个列出的选项(B和C)、或选择所有三个选项(A和B和C)。对于所列出的许多项目，如本领域和相关领域的普通技术人员显而易见的，这可以扩展。
现在参考图9，继续参考图1-8，示出了活动监测系统900。系统900包括硬件处理器902和存储器904。此外，系统900通过监测设备输入906从一个或多个监视设备108接收图像信息。用户界面908允许操作员监测当前和存储的活动信息而不会超过必要侵犯受监测人员的隐私。存储器904存储例如与每个标签200相关联的预定的信息。例如，存储器904存储每个带202的预定长度、正交带202之间的预定角度、带202的预定位置、预定点布局(例如，点206的位置)、与每个标签200相关联的二进制代码或其他识别信息。
另外，活动监测系统900包括可以实现为存储在存储器904中并由处理器902执行的软件的功能模块。在替代实施例中，功能模块可以实现为一个或多个分立的硬件组件，例如，以现场可编程门阵列或专用集成芯片的形式。分析模块909分析由监测设备输入906接收的图像，并在每个图像中定位人体形状和标签200。在一些实施例中，分析模块909确定与每个标签200相关联的一个或多个因素，诸如被标记的对象104的距离、被标记的对象104的方向、和/或与被标记的对象104相关联的标识。例如，分析模块909可以分析红外发射特征(例如，至少一个带202和/或多个点206)的特征以确定一个或多个因素。然后，活动模块910在时间和空间上关联人体形状和标签200的位置，并确定它们之间的关系。根据确定的关系，可以自动得出关于人的活动的结论。
如果活动模块确定满足一个或多个条件，则包括警报模块912以向操作员提供警报。警报模块912可选地提供各种功能中的任何功能。在第一示例中，警报模块912可以提醒患者遵守例程。在该第一示例中，系统可以检测用户是否已经与标记的药瓶交互(基于检测到的与标记的瓶的交互)和服用的药物(基于用户的检测到的运动)。如果在特定时间服用药物的例程被破坏，则警报模块912可以与患者或看护人通信以提供提醒。
在第二示例中，对于患有慢性疾病的患者，治疗可取决于症状的严重性和频率，例如不平衡、步态改变或运动缓慢。一些症状偶尔发生，当医生仅依靠患者的感受和记忆来判断症状的严重程度和频率时，很难获得患者症状的完整图像。因此，警报模块912可以保存事件的日志、它们的频率、它们的严重性以及它们发生的任何周围条件以供稍后查看。
如果发生危及生命或异常行为或事件，警报模块912还可以提供警报。例如，如果系统检测到该人已经跌倒并且已经在地板上延长一段时间，则警报模块912可以将该信息提供给看护人。
现在参考图10，示出了可以表示活动监测系统900的示例性处理系统1000。处理系统1000包括经由系统总线1002可操作地耦合到其他组件的至少一个处理器(CPU)1004。高速缓存1006、只读存储器(ROM)1008、随机存取存储器(RAM)1010、输入/输出(I/O)适配器1020、声音适配器1030、网络适配器1040、用户接口适配器1050和显示适配器1060，可操作地耦合到系统总线1002。
第一存储设备1022和第二存储设备1024通过I/O适配器1020可操作地耦合到系统总线1002。存储设备1022和1024可以是任意的盘存储设备(例如，磁性或光学的盘存储设备)、固态磁设备等。存储设备1022和1024可以是相同类型的存储设备或不同类型的存储设备。在一些实施例中，存储设备1022和/或1024可以存储与热标签200关联的信息，诸如带202的实际长度Li和/或角度214a、点206的位置(例如，点布局)和/或识别标记对象104的二进制代码。
扬声器1032通过声音适配器1030可操作地耦合到系统总线1002。收发器1042通过网络适配器1040可操作地耦合到系统总线1002。显示设备1062通过显示适配器1060可操作地耦合到系统总线1002。
第一用户输入设备1052、第二用户输入设备1054和第三用户输入设备1056通过用户接口适配器1050可操作地耦合到系统总线1002。用户输入设备1052、1054和1056可以是任意以下设备：键盘、鼠标、键盘、图像捕获设备、运动感测设备、麦克风、包含至少两个前述设备的功能的设备等等。容易想到也可以使用其他类型的输入设备。用户输入设备1052、1054和1056可以是相同类型的用户输入设备或不同类型的用户输入设备。用户输入设备1052、1054和1056用于向系统1000输入信息和从系统1000输出信息。
如容易想到的，处理系统1000还可以包括其他元件(未示出)，以及省略某些元件。例如，各种其他输入设备和/或输出设备可以包括在处理系统1000中，这取决于处理系统1000的具体实现。例如，可以使用各种类型的无线和/或有线输入和/或输出设备。此外，如所容易理解的，还可以使用各种配置的附加处理器、控制器、存储器等。鉴于本文提供的本原理的教导，容易构想处理系统1000的这些和其他变型。
已经描述了用于实时活动监测的热标签的优选实施例及其检测方法(旨在说明而非限制)，应注意，本领域技术人员可以根据上述教导进行修改和变化。因此，应该理解，可以在所公开的特定实施例中进行改变，这些改变在所附权利要求所概述的本发明的范围内。已经如此描述了本发明的各方面，具有专利法所要求的细节和特殊性，在所附权利要求中阐述了由专利证书所要求和期望保护的内容。

Claims (20)

1.一种热标签，包括：
沿电阻路径产生电流的电源；以及
沿着所述电阻路径设置的以沿红外发射图案发射红外光的多个红外发射特征，其中所述多个红外发射特征包括限定图案区域的所述热标签的第一表面上的一个或多个红外发射带和所述图案区域的一部分内的多个红外发射点，以提供用于活动监测的抗热扩散图案。
2.根据权利要求1所述的热标签，其中所述一个或多个红外发射带包括彼此正交的至少两个带。
3.根据权利要求2所述的热标签，其中所述至少两个带中的每一个在每个带的远侧部分处连接。
4.根据权利要求1所述的热标签，其中所述一个或多个红外发射带指示与所述热标签相关联的至少一个因素，所述至少一个因素选自环境中所述热标签到热传感器的距离以及所述热标签的方向组成的组。
5.根据权利要求1所述的热标签，其中所述一个或多个红外发射带中的每一个包括预定长度。
6.根据权利要求1所述的热标签，其中：
所述图案区域包括多个量化部分，每个量化部分与矩阵配置的列和行相关联；以及
所述多个红外发射点中的每一个位于形成矩阵结构的所述图案区域的一个量化部分内。
7.根据权利要求6所述的热标签，其中所述矩阵配置指示与所述热标签相关联的至少一个因素，所述至少一个因素是与所述热标签相关联的标识信息。
8.根据权利要求6所述的热标签，其中所述矩阵配置对应于识别附接到所述热标签的被标记的对象的二进制代码。
9.根据权利要求6所述的热标签，其中所述多个红外发射点中的每一个通过非红外发射间隙与相邻点分离。
10.一种活动监测方法，包括：
捕获包括至少一个被监测个体和至少一个红外发射标签的环境的红外图像；
检测在所述至少一个红外发射标签上以红外发射图案排列的多个红外发射特征，其中所述多个红外发射特征包括限定图案区域的所述至少一个红外发射标签的第一表面上的一个或多个红外发射带，以及所述图案区域的一部分内的多个红外发射点，以提供抗热扩散图案；以及
使用处理器跟踪被监测的个体与所述至少一个红外发射标签之间的关系。
11.根据权利要求10所述的方法，其中检测所述多个红外发射特征包括应用霍夫线变换。
12.根据权利要求10所述的方法，其中检测所述多个红外发射特征包括将所述图案区域量化为量化部分并且检测至少一个量化部分内的至少一个红外发射点。
13.根据权利要求10所述的方法，还包括确定与所述至少一个红外发射标签相关联的至少一个因素。
14.根据权利要求13所述的方法，其中确定所述至少一个因素包括检测所述一个或多个红外发射带的观察到的长度，并将所述观察到的长度与所述一个或多个红外发射带的预定长度进行比较以确定所述至少一个红外发射标签到热传感器的距离。
15.根据权利要求13所述的方法，其中确定所述至少一个因素包括检测所述一个或多个红外发射带的观察到的位置，并将所述观察到的位置与所述一个或多个红外发射带的预定位置进行比较以确定环境中的所述至少一个红外发射标签的方向。
16.根据权利要求13所述的方法，其中确定所述至少一个因素包括检测所述多个红外发射点中的每一个在所述图案区域中的位置，并将所述位置与预定的点布局进行比较以确定与所述至少一个红外发射标签相关联的识别信息。
17.一种非暂时性计算机可读存储介质，包括用于活动监测的计算机可读程序，其中所述计算机可读程序在计算机上执行时使所述计算机执行：
捕获包括至少一个被监测个体和至少一个红外发射标签的环境的红外图像；
检测在所述至少一个红外发射标签上以红外发射图案排列的多个红外发射特征，其中所述多个红外发射特征包括限定图案区域的所述至少一个红外发射标签的第一表面上的一个或多个红外发射带，以及所述图案区域的一部分内的多个红外发射点，以提供抗热扩散图案；以及
使用处理器跟踪被监测的个体与所述至少一个红外发射标签之间的关系。
18.如权利要求17所述的非暂时性计算机可读存储介质，还包括确定与所述至少一个红外发射标签相关联的至少一个因素。
19.根据权利要求18所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中确定所述至少一个因素包括检测所述一个或多个红外发射带的观察到的长度，并将所述观察到的长度与所述一个或多个红外发射带的预定长度进行比较以确定所述至少一个红外发射标签到热传感器的距离。
20.根据权利要求18所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中确定所述至少一个因素包括检测所述一个或多个红外发射带的观察到的位置，并将所述观察到的位置与所述一个或多个红外发射带的预定位置进行比较以确定环境中的所述至少一个红外发射标签的方向。
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