CN112869742A - 一种基于视频算法的实时监测预警系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种基于视频算法的实时监测预警系统及方法，包括像采集装置、传输装置、处理装置、存储装置和显示装置，图像采集装置数量为四个且均匀分布于受试者的四周，图像采集装置用于捕捉受试者的连续动态图像信息，图像采集装置通过传输装置将捕捉到的图像信息传输到处理装置中进行处理，处理装置根据图像信息分析受试者并提取三维空间抖动变化参数，处理装置将提取的图像抖动变化参数与存储装置中的标准参数进行比较判断。本发明公开的一种基于视频算法的实时监测预警系统及方法，解决了现有技术中由于现有技术中的非接触式方法对于受试者的细微生理特性行为捕捉不精准的问题。
Description
技术领域
本发明实施例涉及视频监测技术领域，具体涉及一种基于视频算法的实时监测预警系统及方法。
背景技术
人体生理上产生的任何变化都会与之人体生理学特性反应相关联。为了获取人体相关联的心理生理学综合信息，目前为止有很多种研究。具体已知的有接触式方法、设备及系统等多种实现技术。这些可以评估人的情绪化和心理学状态的，通过使用已知人体生理学信号的参数实现医学诊断的广为所知。最广为所知的应用生理学信号的系统名称为《测谎仪》，特殊的外部刺激，如语言上的刺激使人体产生反应时的心理生理学特性(心理生理的)每个参数的变化，通过接触式传感器用多种方式使用生理学信号进行检测。以上方法分析人体状态的工作一般需要几个小时的准备给受试者身上牢牢安装传感器，并且需要专业性非常强的熟练操作人员共同参与其中，所以人体心理生理学诊断需要准备以上的系统，为广泛的使用该系统上实际上会有许多约束条件。
此外，目前为止非接触式方法的视频流中人的行为分析，通过特定模式的图片中人物的某种行为时，以行为类型判断‘有嫌疑的可疑人员’的有限的非理想的方法应用情况，这种行为进行判断的类型，已经被评估为可靠性极低的方法。接触式方法中使用现代的立体脉搏测量系统，基于人体手指指尖产生的数万次的脉搏脉冲测量人体内产生的心理生理学信号变化。此系统可以分析人体综合心理生理状态的观点上，提供所有已知的人体信息，但对于安装在人体上的传感器有很多局限性约束条件，还会产生除了局部的区域获得综合信息无法使用的很多问题。这种接触式和有其他问题的接触式传感器使用的技术无法让受试者不知情的情况进行实验。接触式心理生理学测试的受试者已知的情况下会加重测试分析的结果产生很多困难。原因是受试者总想着掩饰一些信息做准备，没有做过坏事的好人在测试过程中会有持续的压力和焦虑感，相对的非接触式方式受试者未知的情况下无意识的会放松警惕不会太过于掩饰，对于了解人体状态的非接触式传感器会让受试者放松警惕。最终结论是非接触式可以避免人体状态分析诊断过程产生的多种问题和误差。这种非接触式设备受试者对象(人)不被发现的情况下实时的获取，通过非接触式心理生理学特性状态的信息。但是获取信息产生的不同的状态变化不会非常准确的反映出来。这说明分析的图像(之间)差异状态无法准确的反映出对象位置变化之间的差异相关联。即时间空间内位置的细微变化分析目标对象非常困难，对于目标对象心理生理学特性每个参数测量准确度和可靠性会有所下降。
传统接触式方式采集心理生理信号方法分析人体状态的工作一般需要几个小时的准备给受试者身上牢牢安装传感器，并且需要专业性非常强的熟练操作人员共同参与其中，所以人体心理生理学诊断需要准备以上的系统，为广泛的使用该系统上实际上会有许多约束条件。此外，目前为止非接触式方法的视频流中人的行为分析，通过特定模式的图片中人物的某种行为时，以行为类型判断‘有嫌疑的可疑人员’的有限的非理想的方法应用情况，这种行为进行判断的类型，已经被评估为可靠性极低的方法。接触式方法中使用现代的立体脉搏测量系统，基于人体手指指尖产生的数万次的脉搏脉冲测量人体内产生的心理生理学信号变化。此系统可以分析人体综合心理生理状态的观点上，提供所有已知的人体信息，但对于安装在人体上的传感器有很多局限性约束条件，还会产生除了局部的区域获得综合信息无法使用的很多问题。
因此为常态下获取心理生理学信息，需要克服设备的不合理之处，至少非接触式与之其他会有提高灵敏度和可靠性的，获取目标对象的心理生理学特性的生物信号方法的需求是非常高的。
发明内容
为此，本发明实施例提供一种基于视频算法的实时监测预警系统及方法，以解决现有技术中由于现有技术中的非接触式方法对于受试者的细微生理特性行为捕捉不精准的问题。
为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：
根据本发明实施例公开的一种基于视频算法的实时监测预警系统，包括：图像采集装置、传输装置、处理装置、存储装置和显示装置，所述图像采集装置数量为四个且均匀分布于受试者的四周，图像采集装置用于捕捉受试者的连续动态图像信息，图像采集装置通过传输装置将捕捉到的图像信息传输到处理装置中进行处理，处理装置根据图像信息分析受试者并提取三维空间抖动变化参数，处理装置将提取的图像抖动变化参数与存储装置中的标准参数进行比较判断，处理装置将比较判断结果通过生成可视化图像在显示装置中进行显示；图像采集装置包括控制盒、自动变焦摄像头、L型支架、U型支架、第一转动电机、第二转动电机、第三转动电机、集成盒体和集成盒支架，所述控制盒内设置有控制器，传输装置设置于控制盒内且与控制器电连接，L型支架一端通过第一转动电机安装于控制盒上，L型支架一端通过第二转动电机与U型支架相连，集成盒体转动安装于U型支架的凹槽中，第三转动电机安装于U型支架上用于带动集成盒体转动，集成盒支架安装于集成盒体内部，自动变焦摄像头安装与集成盒支架上且用于捕捉受试者的图像信息。
进一步地，图像信息包括受试者的面部、颈部、肢体的细微肌肉振动以及身体整体变化。
进一步地，传输装置采用无线传输模块，图像采集装置捕捉到的图像信息通过无线传输模块传输到处理装置中进行处理。
进一步地，所述图像采集装置内部还设置有三自由度陀螺仪，L型支架和U型支架均设置有走线槽，所述L型支架的走线槽的外侧设置有后盖板，所述U型支架的外侧设置有侧盖板。
进一步地，所述存储装置采用云盘或存储器，所述存储装置用于存储反映心理生理状态及情绪变化的标准参数。
进一步地，理装置通过将受试者并提取三维空间抖动变化参数于存储装置中的标准参数进行对比，输出受试者的极端化指数、暴力倾向指数、心理变态倾向指数、反社会倾向指数、激情化倾向指数、疲劳指数、可疑倾向指数、抑郁倾向指数、焦虑倾向指数和/或压力倾向指数。
根据本发明实施例的公开的一种基于视频算法的实时监测预警方法，包括以下步骤：
S1、通过设置在受试者四周的图像采集装置，捕捉受试者的连续动态图像信息；
S2、图像采集装置通过传输装置将捕捉到的图像信息传输到处理装置中进行处理，处理装置根据图像信息分析受试者并提取三维空间抖动变化参数；
S3、处理装置将提取的图像抖动变化参数与存储装置中的标准参数进行比较判断；
S4、处理装置将比较判断结果通过生成可视化图像在显示装置中进行显示。
进一步地，所述图像采集装置可以自动调节捕捉角度和距离受试者的最适焦距。
进一步地，处理装置通过将受试者并提取三维空间抖动变化参数于存储装置中的标准参数进行对比，输出受试者的极端化指数、暴力倾向指数、心理变态倾向指数、反社会倾向指数、激情化倾向指数、疲劳指数、可疑倾向指数、抑郁倾向指数、焦虑倾向指数和/或压力倾向指数。
进一步地，图像信息包括受试者的面部、颈部、肢体的细微肌肉振动以及身体整体变化。
本发明实施例具有如下优点：
本发明通过对受试者的细微生理特性行为进行精准可靠捕捉获取视频流信息，非接触式方法来检测人的生理心理学特性参数，并有效提供统计分析报告的成果，该方案排除环境因素的限制；消除被测人员的心里抵触和情绪波动导致的测量不可靠性；易于采集生理电信号和行为信息；测量的准确性挺高，可信度提高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式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示例性的，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，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。
图1为本发明实施例提供的一种基于视频算法的实时监测预警系统的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种基于视频算法的实时监测预警方法的流程图；
图3为本发明实施例提供的图像采集装置的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的图像采集装置的分解示意图。
图中：1、控制盒；2、自动变焦摄像头；3、L型支架；4、U型支架；5、第一转动电机；6、第二转动电机；7、第三转动电机；8、集成盒体；9、集成盒支架；10、三自由度陀螺仪；11、后盖板；12、侧盖板。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例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做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。
结合图1、3和4所示，本发明实施例公开了一种基于视频算法的实时监测预警系统，其特征在于，包括：图像采集装置、传输装置、处理装置、存储装置和显示装置，所述图像采集装置数量为四个且均匀分布于受试者的四周，图像采集装置用于捕捉受试者的连续动态图像信息，图像采集装置通过传输装置将捕捉到的图像信息传输到处理装置中进行处理，处理装置根据图像信息分析受试者并提取三维空间抖动变化参数，处理装置将提取的图像抖动变化参数与存储装置中的标准参数进行比较判断，处理装置将比较判断结果通过生成可视化图像在显示装置中进行显示；图像采集装置包括控制盒1、自动变焦摄像头2、L型支架3、U型支架4、第一转动电机5、第二转动电机6、第三转动电机7、集成盒体8和集成盒支架9，所述控制盒1内设置有控制器，传输装置设置于控制盒1内且与控制器电连接，L型支架3一端通过第一转动电机5安装于控制盒1上，L型支架3一端通过第二转动电机6与U型支架4相连，集成盒体8转动安装于U型支架4的凹槽中，第三转动电机7安装于U型支架4上用于带动集成盒体8转动，集成盒支架9安装于集成盒体8内部，自动变焦摄像头2安装与集成盒支架9上且用于捕捉受试者的图像信息。图像信息包括受试者的面部、颈部、肢体的细微肌肉振动以及身体整体变化。传输装置采用无线传输模块，图像采集装置捕捉到的图像信息通过无线传输模块传输到处理装置中进行处理。图像采集装置内部还设置有三自由度陀螺仪10，L型支架3和U型支架4均设置有走线槽，所述L型支架3的走线槽的外侧设置有后盖板11，所述U型支架4的外侧设置有侧盖板12。存储装置采用云盘或存储器，所述存储装置用于存储反映心理生理状态及情绪变化的标准参数。处理装置通过将受试者并提取三维空间抖动变化参数于存储装置中的标准参数进行对比，输出受试者的极端化指数、暴力倾向指数、心理变态倾向指数、反社会倾向指数、激情化倾向指数、疲劳指数、可疑倾向指数、抑郁倾向指数、焦虑倾向指数和/或压力倾向指数。本发明通过对受试者的细微生理特性行为进行精准可靠捕捉获取视频流信息，非接触式方法来检测人的生理心理学特性参数，并有效提供统计分析报告的成果，该方案排除环境因素的限制；消除被测人员的心里抵触和情绪波动导致的测量不可靠性；易于采集生理电信号和行为信息；测量的准确性挺高，可信度提高。
结合图2所示，一种基于视频算法的实时监测预警方法，包括以下步骤：S1、通过设置在受试者四周的图像采集装置，捕捉受试者的连续动态图像信息；S2、图像采集装置通过传输装置将捕捉到的图像信息传输到处理装置中进行处理，处理装置根据图像信息分析受试者并提取三维空间抖动变化参数；S3、处理装置将提取的图像抖动变化参数与存储装置中的标准参数进行比较判断；S4、处理装置将比较判断结果通过生成可视化图像在显示装置中进行显示。通过所述图像分析模块根据所述图像采集模块连续采集的多帧图像的像素点的振动频率和振幅得出待测人员的振动参数。
本发明基于一种基于视频算法的实时监测预警系统及方法能够在不被待测对象察觉的情况下实时获取反应待测人员生理心理变化的视频图像，并通过分析振动参数得出待测人员的心理生理状态及情绪变化，从而避免在受试人员知情的情况下进行掩饰或产生焦虑而影响测试结果。图像获取装置可以根据具体需要灵活布置，并且通过拍摄得到的反应人体肌肉振动的像素点变化与传统接触式装置的脑电、肌电、心电数据进行参数匹配，等同于给视频图像中的待测安装接触式设备方式检测人的心理生理变化，测试结果准确且易于操作，并且能够生成反应多种情绪指标的分析报告。
该发明通过获取的视频流测量心理生理学特性每个参数在人群中移动或聚众的情况下高可靠性的测量值，通过传统摄像机提供的拉近功能扩大目标图像，提高改善分析人脸识别和身体肌肉产生的能量和像素点相关性变化算法来实时动态分析的高可靠性的心理生理分析统计算法。
该发明根据生物信号获取方式，通过摄像机捕捉受试者连续动态图像信息过程；用以上视频流信息分析受试者对象提取三维空间抖动变化参数过程；然后基于抖动参数生成心理生理学特性的每个参数过程；用以上每个参数开始对受试者生理学特性提取信号过程；包括以上在内所有过程。根据该发明的实施案例，以上生理学特性信号相应的受试者生理学特性信号来生成图像的可视化过程；更包括以上所有在内的过程。该发明根据生理信号检测设备：是对受试者对象拍摄获取的连续动态图像视频流获取的部分；以上连续视频拍摄光检测部分、拍摄视频流的视频数据转换A/D(Analogue—>Digital)的转换部分、转换的连续视频数据来分析抖动参数进行测量、基于测量的震动参数生物信号图像生成过程及以上生成的生物信号图像表示的标识部分包括在内的特征的方式，提供摄像机内建或外部连接该设备来实现。
以上根据发明，对目标心理生理学特性的每个参数的可靠性和为准确测量摄像机获取视频流的非接触式方法来检测人的生理心理学特性参数，并有效提供统计分析报告的成果。另外人体心理生理学特性反映出每个参数的图像化方式检测人体心理生理学特性状态或识别摄像机获取的动态实时的心理生理学特性参数指数的百分比等级水平。为获取目标对象信息，提供多种应用设备的建议方法。目标人体生物信号信息获取设备是测量人体心理生理学特性状态的非接触式设备在心理生理医疗、心理学领域应用将会非常广泛。此方法是通过设备在利用不同要素影响人产生的人的精神健康状态测量、分析、管理等应用使用。主要分析人出人的极端化指数、暴力倾向指数、心理变态倾向指数、反社会倾向指数、激情化倾向指数、疲劳指数、可疑倾向指数、抑郁倾向指数、焦虑倾向指数、压力倾向指数。
本发明通过对受试者的细微生理特性行为进行精准可靠捕捉获取视频流信息，非接触式方法来检测人的生理心理学特性参数，并有效提供统计分析报告的成果，该方案排除环境因素的限制；消除被测人员的心里抵触和情绪波动导致的测量不可靠性；易于采集生理电信号和行为信息；测量的准确性挺高，可信度提高。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (10)
1.一种基于视频算法的实时监测预警系统，其特征在于，包括：图像采集装置、传输装置、处理装置、存储装置和显示装置，所述图像采集装置数量为四个且均匀分布于受试者的四周，图像采集装置用于捕捉受试者的连续动态图像信息，图像采集装置通过传输装置将捕捉到的图像信息传输到处理装置中进行处理，处理装置根据图像信息分析受试者并提取三维空间抖动变化参数，处理装置将提取的图像抖动变化参数与存储装置中的标准参数进行比较判断，处理装置将比较判断结果通过生成可视化图像在显示装置中进行显示；图像采集装置包括控制盒、自动变焦摄像头、L型支架、U型支架、第一转动电机、第二转动电机、第三转动电机、集成盒体和集成盒支架，所述控制盒内设置有控制器，传输装置设置于控制盒内且与控制器电连接，L型支架一端通过第一转动电机安装于控制盒上，L型支架一端通过第二转动电机与U型支架相连，集成盒体转动安装于U型支架的凹槽中，第三转动电机安装于U型支架上用于带动集成盒体转动，集成盒支架安装于集成盒体内部，自动变焦摄像头安装与集成盒支架上且用于捕捉受试者的图像信息。
2.根据权利要求1所述的一种基于视频算法的实时监测预警系统，其特征在于：图像信息包括受试者的面部、颈部、肢体的细微肌肉振动以及身体整体变化。
3.根据权利要求1所述的一种基于视频算法的实时监测预警系统，其特征在于：传输装置采用无线传输模块，图像采集装置捕捉到的图像信息通过无线传输模块传输到处理装置中进行处理。
4.根据权利要求1所述的一种基于视频算法的实时监测预警系统，其特征在于：所述图像采集装置内部还设置有三自由度陀螺仪，L型支架和U型支架均设置有走线槽，所述L型支架的走线槽的外侧设置有后盖板，所述U型支架的外侧设置有侧盖板。
5.根据权利要求1所述的一种基于视频算法的实时监测预警系统，其特征在于：所述存储装置采用云盘或存储器，所述存储装置用于存储反映心理生理状态及情绪变化的标准参数。
6.根据权利要求1所述的一种基于视频算法的实时监测预警系统，其特征在于：处理装置通过将受试者并提取三维空间抖动变化参数于存储装置中的标准参数进行对比，输出受试者的极端化指数、暴力倾向指数、心理变态倾向指数、反社会倾向指数、激情化倾向指数、疲劳指数、可疑倾向指数、抑郁倾向指数、焦虑倾向指数和/或压力倾向指数。
7.一种基于视频算法的实时监测预警方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、通过设置在受试者四周的图像采集装置，捕捉受试者的连续动态图像信息；
S2、图像采集装置通过传输装置将捕捉到的图像信息传输到处理装置中进行处理，处理装置根据图像信息分析受试者并提取三维空间抖动变化参数；
S3、处理装置将提取的图像抖动变化参数与存储装置中的标准参数进行比较判断；
S4、处理装置将比较判断结果通过生成可视化图像在显示装置中进行显示。
8.根据权利要求7所述的一种基于视频算法的实时监测预警方法，其特征在于：所述图像采集装置可以自动调节捕捉角度和距离受试者的最适焦距。
9.根据权利要求7所述的一种基于视频算法的实时监测预警方法，其特征在于：处理装置通过将受试者并提取三维空间抖动变化参数于存储装置中的标准参数进行对比，输出受试者的极端化指数、暴力倾向指数、心理变态倾向指数、反社会倾向指数、激情化倾向指数、疲劳指数、可疑倾向指数、抑郁倾向指数、焦虑倾向指数和/或压力倾向指数。
10.根据权利要求7所述的一种基于视频算法的实时监测预警方法，其特征在于：图像信息包括受试者的面部、颈部、肢体的细微肌肉振动以及身体整体变化。
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