CN113345205A - 溺水检测方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种溺水检测方法和装置，所述方法包括以下步骤：获取待检测场景的可见光图像；从所述可见光图像中筛选出监控对象区域；获取所述监控对象区域的温度信息；根据所述监控对象区域的温度信息判断监控对象是否溺水。本发明能够方便、全面且可靠地实现溺水检测，有效保障游泳场所的安全性。

Description

溺水检测方法和装置

技术领域

本发明涉及图像处理技术领域，具体涉及一种溺水检测方法和一种溺水检测装置。

背景技术

游泳是一项深受众人喜爱的运动，随着社会的进步，专业的游泳场馆越来越多。游泳初学者由于不熟悉水性，在水中比较容易失去平衡和呛水，从而导致溺水，而具有丰富经验的游泳者也可能因为身体状态突发异常，例如抽筋、突发疾病等而溺水。因此，如何保障游泳者的安全是亟需解决的问题。

目前，绝大多数游泳场馆是安排专业的监视人员，在现场或通过监控画面监视泳池的状况，并在发现溺水后及时采取营救措施。也有部分游泳场馆为游泳者佩戴专用的检测器，例如水深检测器、生命体征检测器来检测游泳者是否溺水。然而，上述方式无疑是不够方便的，且由于无法保证监视人员时时、处处监视，以及每个游泳者均佩戴检测器，对于整个泳池中溺水情况的判断不够全面、可靠。

发明内容

本发明为解决上述技术问题，提供了一种溺水检测方法和装置，能够方便、全面且可靠地实现溺水检测，有效保障游泳场所的安全性。

本发明采用的技术方案如下：

一种溺水检测方法，包括以下步骤：获取待检测场景的可见光图像；从所述可见光图像中筛选出监控对象区域；获取所述监控对象区域的温度信息；根据所述监控对象区域的温度信息判断监控对象是否溺水。

所述的溺水检测方法还包括：如果判定所述监控对象溺水，则进行报警。

通过摄像机获取所述待检测场景的可见光图像，通过红外热成像设备获取所述监控对象区域的温度信息。

从所述可见光图像中筛选出监控对象区域，具体包括：排除所述可见光图像中的人为预设物体；从排除了人为预设物体的可见光图像中筛选出人体区域，作为所述监控对象区域。

根据所述监控对象区域的温度信息判断监控对象是否溺水，具体包括：将所述监控对象区域的温度信息与水体温度范围进行比较；如果所述监控对象区域的温度均处于所述水体温度范围之内，且持续时间超过预设时长，则判定所述监控对象溺水。

一种溺水检测装置，包括：第一获取模块，用于获取待检测场景的可见光图像；筛选模块，用于从所述可见光图像中筛选出监控对象区域；第二获取模块，用于获取所述监控对象区域的温度信息；判断模块，用于根据所述监控对象区域的温度信息判断监控对象是否溺水。

所述的溺水检测装置还包括：报警模块，用于在判定所述监控对象溺水时进行报警。

所述第一获取模块包括摄像机，所述第二获取模块包括红外热成像设备。

所述筛选模块具体用于排除所述可见光图像中的人为预设物体，从排除了人为预设物体的可见光图像中筛选出人体区域，作为所述监控对象区域。

所述判断模块具体用于将所述监控对象区域的温度信息与水体温度范围进行比较，并在所述监控对象区域的温度均处于所述水体温度范围之内，且持续时间超过预设时长时，判定所述监控对象溺水。

本发明的有益效果：

本发明通过获取待检测场景的可见光图像，并从可见光图像中筛选出监控对象区域，以及获取监控对象区域的温度信息，最终根据监控对象区域的温度信息判断监控对象是否溺水，由此，能够方便、全面且可靠地实现溺水检测，有效保障游泳场所的安全性。

附图说明

图1为本发明实施例的溺水检测方法的流程图；

图2为本发明一个实施例的溺水检测方法的流程图；

图3为本发明实施例的溺水检测装置的方框示意图；

图4为本发明一个实施例的溺水检测装置的方框示意图。

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。

如图1所示，本发明实施例的溺水检测方法包括以下步骤：

S1，获取待检测场景的可见光图像。

在本发明的一个实施例中，可通过摄像机获取待检测场景的可见光图像。以检测游泳场馆内是否发生溺水为例，可通过固定安装于游泳场馆某一位置处的摄像机拍摄整个泳池的可见光图像，或泳池部分水域的可见光图像。

S2，从可见光图像中筛选出监控对象区域。

在获取到待检测场景的可见光图像后，首先可排除可见光图像中的人为预设物体，然后可从排除了人为预设物体的可见光图像中筛选出人体区域，作为监控对象区域。

应当理解的是，游泳场馆内溺水的监控对象为人，而整个拍摄到的场景中还包含泳道线、救生圈等人为预先设置的物体，以及游泳者后续带入的其他物体等。对于人为预设物体，首先可通过算法进行排除，具体地，可预先获取游泳者未进入游泳场馆时待检测场景的原始可见光图像，以该原始可见光图像中的人为预设物体作为模板，采用模板匹配算法得到当前的可见光图像中的人为预设物体并剔除。通过排除人为预设物体，能够减少对后续人体筛选的影响，提高人体筛选的准确性。进一步地，可通过目标检测算法，例如RCNN、YOLO等从排除了人为预设物体的可见光图像中筛选出人体区域。

S3，获取监控对象区域的温度信息。

在本发明的一个实施例中，监控对象区域的温度信息来自于待检测场景的热图，即可通过红外热成像设备获取监控对象区域的温度信息。

具体地，可在获取待检测场景的可见光图像的同时，通过与摄像机设置于同一位置处的红外热成像设备采集待检测场景的热图。然后将待检测场景的可见光图像与热图进行融合，使得热图中的物体位置与可见光图像中的物体位置一一对应。由此，能够得到可见光图像中的监控对象区域在热图中的位置，从而得到监控对象区域的温度分布，即上述的温度信息。

S4，根据监控对象区域的温度信息判断监控对象是否溺水。

应当理解的是，无论人体是处在水面之上还是水面之下，可见光图像中均能够显示出人体，而在热图中，当人体处在水面之上时，人体区域的温度为人辐射的温度，当人体处在水面之下时，人体区域的温度为水辐射的温度。

基于此，在本发明的第一方面的实施例中，可将监控对象区域的温度信息与水体温度范围进行比较，如果监控对象区域的温度均处于水体温度范围之内，且持续时间超过预设时长，则判定监控对象溺水，否则判定监控对象未溺水。

在本发明的第二方面的实施例中，还可将监控对象区域的温度信息与人体温度范围进行比较，如果在任一段预设时长之内，监控对象区域存在至少一个子区域的温度处于人体温度范围之内，则判定监控对象未溺水，否则判定监控对象溺水。

在本发明的第三方面的实施例中，针对采用上述第一或第二方面实施例时，误判定为溺水的误判率较高的应用场合，可并行执行上述的第一和第二方面实施例的比较判断策略，即如果依照上述的与水体温度范围进行比较判断的策略，与依照上述的与人体温度范围进行比较判断的策略的判定结果均为溺水时，最终判定监控对象溺水，如果任一比较判断策略判定结果为未溺水，则最终判定监控对象未溺水。由此，能够减小误判为溺水的概率，防止在正常情况下做出溺水的判定，影响游泳场馆的正常运行。

在本发明的第四方面的实施例中，针对采用上述第一或第二方面实施例时，误判定为未溺水的误判率较高的应用场合，可并行执行上述的第一和第二方面实施例的比较判断策略，即如果依照上述的与水体温度范围进行比较判断的策略，与依照上述的与人体温度范围进行比较判断的策略的判定结果均为未溺水时，最终判定监控对象未溺水，如果任一比较判断策略判定结果为溺水，则最终判定监控对象溺水。由此，能够减小误判为未溺水的概率，防止在出现溺水的情况下做出未溺水的判定，进一步提高安全性。

在本发明的一个具体实施例中，水体温度范围可根据待检测场景中的实际水体温度设定，例如可为26～28℃；人体温度范围可根据待检测场景中的实际人体温度设定，例如可为36～38℃；预设时长可根据实际未发生溺水时人处在水下的一般时长，结合对于溺水检测的准确度、敏感度而设定，例如可为30s。

进一步地，如图2所示，本发明实施例的溺水检测方法还可包括：

S5，如果判定监控对象溺水，则进行报警。

在本发明的一个实施例中，报警方式可包括但不限于声、光、振动等。例如可控制广播播放报警声音，控制设置于游泳场馆内或监控室内的指示灯发出报警灯光，控制设置于云台的照射灯照射监控对象区域，控制救援人员所佩戴的设备振动等。上述的多种报警方式，可择一进行，或多个同时进行。由此，便于及时有效地对监控对象进行施救。

根据本发明实施例的溺水检测方法，通过获取待检测场景的可见光图像，并从可见光图像中筛选出监控对象区域，以及获取监控对象区域的温度信息，最终根据监控对象区域的温度信息判断监控对象是否溺水，由此，能够方便、全面且可靠地实现溺水检测，有效保障游泳场所的安全性。

对应上述实施例的溺水检测方法，本发明还提出一种溺水检测装置。

如图3所示，本发明实施例的溺水检测装置包括第一获取模块10、筛选模块20、第二获取模块30和判断模块40。其中，第一获取模块10用于获取待检测场景的可见光图像；筛选模块20用于从可见光图像中筛选出监控对象区域；第二获取模块30用于获取监控对象区域的温度信息；判断模块40用于根据监控对象区域的温度信息判断监控对象是否溺水。

在本发明的一个实施例中，第一获取模块10包括摄像机，第二获取模块30包括红外热成像设备。以检测游泳场馆内是否发生溺水为例，可通过固定安装于游泳场馆某一位置处的摄像机拍摄整个泳池的可见光图像，或泳池部分水域的可见光图像。

在第一获取模块10获取到待检测场景的可见光图像后，筛选模块20首先可排除可见光图像中的人为预设物体，然后可从排除了人为预设物体的可见光图像中筛选出人体区域，作为监控对象区域。

应当理解的是，游泳场馆内溺水的监控对象为人，而整个拍摄到的场景中还包含泳道线、救生圈等人为预先设置的物体，以及游泳者后续带入的其他物体等。对于人为预设物体，筛选模块20首先可通过算法进行排除，具体地，筛选模块20可预先获取游泳者未进入游泳场馆时待检测场景的原始可见光图像，以该原始可见光图像中的人为预设物体作为模板，采用模板匹配算法得到当前的可见光图像中的人为预设物体并剔除。通过排除人为预设物体，能够减少对后续人体筛选的影响，提高人体筛选的准确性。进一步地，筛选模块20可通过目标检测算法，例如RCNN、YOLO等从排除了人为预设物体的可见光图像中筛选出人体区域。

在获取待检测场景的可见光图像的同时，可通过与摄像机设置于同一位置处的红外热成像设备采集待检测场景的热图，监控对象区域的温度信息即来自于待检测场景的热图。第二获取模块30还可将待检测场景的可见光图像与热图进行融合，使得热图中的物体位置与可见光图像中的物体位置一一对应。由此，能够得到可见光图像中的监控对象区域在热图中的位置，从而得到监控对象区域的温度分布，即上述的温度信息。

应当理解的是，无论人体是处在水面之上还是水面之下，可见光图像中均能够显示出人体，而在热图中，当人体处在水面之上时，人体区域的温度为人辐射的温度，当人体处在水面之下时，人体区域的温度为水辐射的温度。

基于此，在本发明的第一方面的实施例中，判断模块40可将监控对象区域的温度信息与水体温度范围进行比较，如果监控对象区域的温度均处于水体温度范围之内，且持续时间超过预设时长，则判定监控对象溺水，否则判定监控对象未溺水。

在本发明的第二方面的实施例中，判断模块40还可将监控对象区域的温度信息与人体温度范围进行比较，如果在任一段预设时长之内，监控对象区域存在至少一个子区域的温度处于人体温度范围之内，则判定监控对象未溺水，否则判定监控对象溺水。

在本发明的第三方面的实施例中，针对采用上述第一或第二方面实施例时，误判定为溺水的误判率较高的应用场合，判断模块40可并行执行上述的第一和第二方面实施例的比较判断策略，即如果依照上述的与水体温度范围进行比较判断的策略，与依照上述的与人体温度范围进行比较判断的策略的判定结果均为溺水时，最终判定监控对象溺水，如果任一比较判断策略判定结果为未溺水，则最终判定监控对象未溺水。由此，能够减小误判为溺水的概率，防止在正常情况下做出溺水的判定，影响游泳场馆的正常运行。

在本发明的第四方面的实施例中，针对采用上述第一或第二方面实施例时，误判定为未溺水的误判率较高的应用场合，判断模块40可并行执行上述的第一和第二方面实施例的比较判断策略，即如果依照上述的与水体温度范围进行比较判断的策略，与依照上述的与人体温度范围进行比较判断的策略的判定结果均为未溺水时，最终判定监控对象未溺水，如果任一比较判断策略判定结果为溺水，则最终判定监控对象溺水。由此，能够减小误判为未溺水的概率，防止在出现溺水的情况下做出未溺水的判定，进一步提高安全性。

在本发明的一个具体实施例中，水体温度范围可根据待检测场景中的实际水体温度设定，例如可为26～28℃；人体温度范围可根据待检测场景中的实际人体温度设定，例如可为36～38℃；预设时长可根据实际未发生溺水时人处在水下的一般时长，结合对于溺水检测的准确度、敏感度而设定，例如可为30s。

进一步地，如图4所示，本发明实施例的溺水检测装置还可包括报警模块50，报警模块50用于在判定监控对象溺水时进行报警。

在本发明的一个实施例中，报警模块50的报警方式可包括但不限于声、光、振动等。例如可控制广播播放报警声音，控制设置于游泳场馆内或监控室内的指示灯发出报警灯光，控制设置于云台的照射灯照射监控对象区域，控制救援人员所佩戴的设备振动等。上述的多种报警方式，可择一进行，或多个同时进行。由此，便于及时有效地对监控对象进行施救。

根据本发明实施例的溺水检测装置，通过获取待检测场景的可见光图像，并从可见光图像中筛选出监控对象区域，以及获取监控对象区域的温度信息，最终根据监控对象区域的温度信息判断监控对象是否溺水，由此，能够方便、全面且可靠地实现溺水检测，有效保障游泳场所的安全性。

在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，“计算机可读介质”可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种溺水检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取待检测场景的可见光图像；

从所述可见光图像中筛选出监控对象区域；

获取所述监控对象区域的温度信息；

根据所述监控对象区域的温度信息判断监控对象是否溺水。

2.根据权利要求1所述的溺水检测方法，其特征在于，还包括：

如果判定所述监控对象溺水，则进行报警。

3.根据权利要求1或2所述的溺水检测方法，其特征在于，通过摄像机获取所述待检测场景的可见光图像，通过红外热成像设备获取所述监控对象区域的温度信息。

4.根据权利要求3所述的溺水检测方法，其特征在于，从所述可见光图像中筛选出监控对象区域，具体包括：

排除所述可见光图像中的人为预设物体；

从排除了人为预设物体的可见光图像中筛选出人体区域，作为所述监控对象区域。

5.根据权利要求4所述的溺水检测方法，其特征在于，根据所述监控对象区域的温度信息判断监控对象是否溺水，具体包括：

将所述监控对象区域的温度信息与水体温度范围进行比较；

如果所述监控对象区域的温度均处于所述水体温度范围之内，且持续时间超过预设时长，则判定所述监控对象溺水。

6.一种溺水检测装置，其特征在于，包括：

第一获取模块，用于获取待检测场景的可见光图像；

筛选模块，用于从所述可见光图像中筛选出监控对象区域；

第二获取模块，用于获取所述监控对象区域的温度信息；

判断模块，用于根据所述监控对象区域的温度信息判断监控对象是否溺水。

7.根据权利要求6所述的溺水检测装置，其特征在于，还包括：

报警模块，用于在判定所述监控对象溺水时进行报警。

8.根据权利要求6或7所述的溺水检测装置，其特征在于，所述第一获取模块包括摄像机，所述第二获取模块包括红外热成像设备。

9.根据权利要求8所述的溺水检测装置，其特征在于，所述筛选模块具体用于排除所述可见光图像中的人为预设物体，从排除了人为预设物体的可见光图像中筛选出人体区域，作为所述监控对象区域。

10.根据权利要求9所述的溺水检测装置，其特征在于，所述判断模块具体用于将所述监控对象区域的温度信息与水体温度范围进行比较，并在所述监控对象区域的温度均处于所述水体温度范围之内，且持续时间超过预设时长时，判定所述监控对象溺水。

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