TWI557678B - 智慧型監控系統 - Google Patents

Description

智慧型監控系統

下列敘述是有關於一種監控系統，特別是一種能監控被照護者之體溫並偵測異常事件的非接觸式監控系統。

隨著社會發展成熟，國人對於醫療品質也越來越重視，尤其是照護環境。但是，目前的照護環境通常需要較多的人力，而目前的醫療/照護人員有不足的現象。因此，如何在照護場所採用智慧型監控系統以節省照護人力是一項亟待解決的問題。

此外，被照護者需要長期間在照護場所中睡眠與盥洗，如果採用監控系統，則必須優先確保監控系統不會有侵害被照護者隱私。

本發明實施例之態樣係針對一種智慧型監控系統，其採用溫測攝影機以非接觸方式量測被照護者的體溫，如此被照護者可自由在照護場所內活動，降低量測體溫對被照護者造成的不方便性。

此外，本發明實施例之態樣係針對一種智慧型監控系統，其採用溫測攝影機擷取照護場所的溫度畫面，可避免侵害隱私。

基於上述目的，本發明提供一種智慧型監控系統，其適用於一照護場所，智慧型監控系統包含溫測攝影機、影像處理單元、溫度紀錄單元、異常判斷單元、人臉辨識單元以及警示單元。溫測攝影機可擷取照護場所之溫度畫面。影像處理單元可根據溫度畫面中高於預設溫度的一區域以判斷出照護場所中的使用者。人臉辨識單元係從區域中辨識出使用者的臉部。溫度紀錄單元係從臉部上之一特定位置萃取使用者之體溫，並記錄體溫。異常判斷單元可根據使用者之體溫之變化率判斷是否有異常事 件發生。手勢辨識單元辨識出使用者之手勢時，判斷有異常事件發生。當異常判斷單元或手勢辨識單元判斷異常事件發生時，警示單元係發出提醒訊號。

較佳地，特定位置可為額頭位置，額頭位置係位為兩眼之間的中心點上方一預設距離處。

較佳地，溫度紀錄單元可為一雲端伺服器，雲端伺服器係透過有線網路或無線網路接收體溫。

1、2、3、4‧‧‧智慧型監控系統

10‧‧‧溫測攝影機

20‧‧‧影像處理單元

30‧‧‧溫度紀錄單元

40‧‧‧異常判斷單元

50‧‧‧警示單元

60‧‧‧位置追蹤單元

70‧‧‧人臉辨識單元

80‧‧‧照護場所

90‧‧‧使用者

101‧‧‧溫度畫面

201‧‧‧預設溫度

202‧‧‧最高溫度

203‧‧‧區域

301‧‧‧體溫

302‧‧‧平均體溫

401‧‧‧異常事件

402‧‧‧門檻值

403‧‧‧睡眠狀態

501‧‧‧提醒訊號

601‧‧‧第一預設區域

602‧‧‧第二預設區域

603‧‧‧門

701‧‧‧臉部

702‧‧‧額頭位置

本發明之上述及其他特徵及優勢將藉由參照附圖詳細說明其例示性實施例而變得更顯而易知，其中：第1圖係為根據本發明之第一實施例之方塊圖；第2圖係為根據本發明之第一實施例之示意圖；第3圖係為根據本發明之第二實施例之方塊圖；第4圖係為根據本發明之第二實施例之示意圖；第5圖係為根據本發明之第三實施例之方塊圖；第6圖係為根據本發明之第三實施例之示意圖；第7圖係為根據本發明之第四實施例之方塊圖；第8圖係為根據本發明之第四實施例之第一示意圖；以及第9圖係為根據本發明之第四實施例之第二示意圖。

於此使用，詞彙“與/或”包含一或多個相關條列項目之任何或所有組合。當“至少其一”之敘述前綴於一元件清單前時，係修飾整個清單元件而非修飾清單中之個別元件。

參閱第1圖以及第2圖，其分別為根據本發明之第一實施例之方塊圖以及示意圖。圖中，適用於一照護場所80的智慧型監控系統1包含溫測攝影機10、影像處理單元20、溫度紀錄單元30、異常判斷單元 40以及警示單元50。

溫測攝影機10可擷取照護場所80之溫度畫面101。溫測攝影機10係已經過校正，所以溫度畫面101中每一個像素的顏色可對應一溫度值，而在照護場所80中，人體的溫度係高於周遭環境，所以影像處理單元20可根據溫度畫面101中高於預設溫度201的區域203以判斷出照護場所80中的使用者90。此外，另可在加上區域203的面積或形狀來做判斷，以過濾掉溫度高的咖啡、暖爐或食物。

實施上，溫測攝影機10可包含紅外線熱影像器(Infrared Thermography or Infrared Imager)，而影像處理單元20可用影像處理晶片對溫度畫面101進行運算，或是用中央處理器(CPU)執行一影像處理程式對溫度畫面101進行運算。

使用者90在溫度畫面101的位置決定之後，溫度紀錄單元30便從溫度畫面101之區域203中取得使用者90的體溫301。由於區域203的面積大，為了提高所取得體溫301的精確度，必須從區域203中找出能代表使用者90之身體狀態的位置以計算使用者90的體溫301。在第一實施例中，溫度紀錄單元30係萃取區域203中複數個最高溫度202，例如最高的三個溫度值，並以此些最高溫度202之平均值作為使用者90之體溫301，並記錄體溫301。

區域203的溫度原則上應該是連續分布，但是實際上區域203仍可能會出現溫度突值(spike)，例如使用者碰觸高溫物之後，碰觸部暫時會有高溫，如果萃取這種溫度突值來計算體溫301，會造成體溫301失真。所以在萃取區域203中複數個最高溫度202時，判斷此些最高溫度202是否與周遭區域的溫度不連續，若有，則判斷其為溫度突值，應消除而不予納入體溫301之計算。

異常判斷單元40可根據使用者90之體溫301之變化率判斷是否有異常事件401發生。實施上，異常判斷單元40可根據使用者90之體溫301是否在一時段內下降或上升超過一門檻值402，作為有無異常事件401發生的依據。例如，如果使用者90之體溫301在5分鐘內體溫301升高2度，極有可能使用者90出現發燒的症狀，此即屬異常事件401；或者，使用者90之體溫301在5分鐘內體溫301降低2度，極有可能使用者90 出現生命跡象衰弱的症狀，此亦屬異常事件401。

除了溫測攝影機10之外，智慧型監控系統1更可包含其他溫度量測裝置，例如接觸式溫度計，以提高溫度量測的準確性。溫測攝影機10的優點在於不須與使用者90接觸，而且偵測範圍較廣，使用者90可在一特定範圍內活動而不會影響溫度偵測，所以在此實施例中，溫測攝影機10為主要偵測裝置，其他溫度量測裝置為輔助偵測裝置。

此外，異常判斷單元40更可使用使用者90之一歷史體溫資料來參考判斷異常事件401是否發生。歷史體溫資料可由溫度紀錄單元30產生。

當異常判斷單元40判斷異常事件401發生時，警示單元50係發出提醒訊號501。照護場所80可為一病房、一看顧場所、一育嬰場所、一孕婦待產室、一托兒場所、一托嬰場所或一年長者看護場所，而使用者可以為病人、幼兒、嬰兒或年長者等等的被照護者。如果照護場所80為病房，則提醒訊號501係以聽覺或視覺方式通知一護士或一照護人員，且溫度紀錄單元30可將使用者90之體溫301通知護士或照護人員。

參閱第3圖以及第4圖，其分別為根據本發明之第二實施例之方塊圖以及示意圖。圖中，智慧型監控系統2包含溫測攝影機10、影像處理單元20、人臉辨識單元70、溫度紀錄單元30、異常判斷單元40以及警示單元50。溫測攝影機10可擷取照護場所80之溫度畫面101。影像處理單元20可根據溫度畫面101中高於預設溫度201的區域203以判斷出照護場所80中的使用者90。

第二實施例與第一實施例不同之處在於，人臉辨識單元70可從區域203中辨識出使用者90的臉部701。溫度紀錄單元30從臉部701上之一特定位置萃取使用者90之體溫301，並記錄體溫301。由於在人體中，額頭是最能代表頭內溫度的位置，如果發生發燒，額頭溫度會最先反應出。所以，可將特定位置設定為額頭位置702，而在實施上，可將額頭位置702定義為兩眼之間的中心點上方(例如鼻與嘴的相反方向上)一預設距離處。如此，即使使用者移動或是躺翻，智慧型監控系統2可能先辨識出使用者90之額頭位置702，在以額頭位置702之溫度作為使用者90的體溫301來判斷是否有異常事件401發生。

此外，第一實施例中取多個最高溫度之平均值的方式亦可應用於第二實施例，例如可在額頭位置702附近取多個最高溫度之平均值作為使用者的體溫301。

智慧型監控系統2之異常判斷單元40以及警示單元50的作用與智慧型監控系統1的相同，故在此不再贅述。

參閱第5圖以及第6圖，其分別為根據本發明之第三實施例之方塊圖以及示意圖。第三實施例係特別考慮照護場所80內有多人的情況。圖中，智慧型監控系統3包含溫測攝影機10、影像處理單元20、溫度紀錄單元30、異常判斷單元40以及警示單元50。其中，智慧型監控系統3之溫測攝影機10、影像處理單元20、溫度紀錄單元30係與智慧型監控系統1或智慧型監控系統2的作用或功能相同，故在此不再贅述。

而智慧型監控系統3與智慧型監控系統1或智慧型監控系統2不同之處在於，當透過區域203之數目判斷照護場所80內僅有一個使用者90時，異常判斷單元40會根據使用者90之體溫301之變化率判斷是否有異常事件401發生。而當照護場所80內有複數個使用者90時，異常判斷單元40會根據複數個使用者90之體溫301之變化率以及複數個使用者90之平均體溫302來判斷是否有異常事件401發生。

因為溫度紀錄單元30所取得的使用者90之體溫301會受到環境溫度的影響，例如照護場所80內開冷氣，則環境溫度會下降，也會造成使用者90之體溫301下降；反之，照護場所80內開暖氣，則環境溫度會上升，也會造成使用者90之體溫301上升。如果把環境溫度造成的體溫301變化視為異常事件401發生，就會錯誤判斷。

所以，如果有複數個使用者90時，環境溫度應該會造成所有人的體溫301也跟著變化，所以異常判斷單元40額外再多參考複數個使用者90之平均體溫302來做判斷，以降低錯誤判斷的可能性。

亦即，異常判斷單元40發現使用者90之體溫301下降或上升超過一門檻值402，異常判斷單元40判斷其他使用者90之體溫301是否亦下降或上升，若是，則異常判斷單元40判斷無異常事件401發生。若否，則異常判斷單元40判斷異常事件401發生。

智慧型監控系統3之異常判斷單元40以及警示單元50的作 用與前述之智慧型監控系統的相同，故在此不再贅述。

此外，第一實施例與第二實施例所揭露的功能，例如取多個最高溫度之平均值作為使用者的體溫301、或是增加人臉辨識單元70，都可結合於第三實施例中。

參閱第7圖、第8圖以及第9圖，其分別為根據本發明之第四實施例之方塊圖、第一示意圖以及第二示意圖。第四實施例係特別考慮對照護場所80內的使用者90追蹤監控的情形。圖中，智慧型監控系統4包含溫測攝影機10、影像處理單元20、溫度紀錄單元30、異常判斷單元40、位置追蹤單元60以及警示單元50。其中，智慧型監控系統4之溫測攝影機10與影像處理單元20與上述實施例之功能或作用相同，故在此不再贅述。

與其他實施例不同之處在於，智慧型監控系統4包含位置追蹤單元60，其用以追蹤使用者90之位置。照護場所80可包含第一預設區域601以及第二預設區域602。例如，若照護場所80為病房，則第一預設區域601可為病房內的一病床區域203，而第二預設區域602可為病房內的一衛浴區域203。

當位置追蹤單元60判斷使用者90位於第一預設區域601，異常判斷單元40判斷使用者90靜止超過一預設時間時，則異常判斷單元40判斷使用者90處於睡眠狀態403。因為第一預設區域601可設定為病床區域，所以在病床上靜止，原則上應該是在睡眠狀態403，除非體溫301有變化，否則不視為異常事件401發生。

實施上，如果區域203在多張溫度畫面101之間的像素差異數低於總面積的一特定比例，例如3%，則可判斷使用者90處於靜止狀態。溫度畫面101的張數可視需要調整，而3%僅為舉例，非為限制。

但是，當位置追蹤單元60判斷使用者90位於非第一預設區域601，也就是不在病床上，異常判斷單元40判斷使用者90靜止超過預設時間時，異常判斷單元40判斷有異常事件401發生，例如，使用者90可能因為跌倒在地上無法自行移動而靜止，此時應視為是異常事件401發生而需要提醒。警示單元50的作用與前述之智慧型監控系統的相同，故在此不再贅述。

此外，如果在2張或3張溫度畫面101內區域203的面積有大變化時，例如像素差異數大於區域203之總面積的30%，則可判斷有使用者 90摔倒的事件發生，此視為有異常事件401發生。溫度畫面101的張數可視需要調整，而30%僅為舉例，非為限制。

此外，當位置追蹤單元60判斷使用者90位於第二預設區域602，例如衛浴區域203，則異常判斷單元40可降低異常事件401發生的溫度標準。例如，使用者90進入衛浴區域203後關門，因為有門603或牆阻擋，所以溫測攝影機10所擷取之溫度畫面101之區域203的溫度值會降低，偵測靈敏度也會降低，但是此時的溫度變化不應視為是異常事件401，所以異常判斷單元40可降低異常事件401發生的溫度標準，以避免誤判。

此外，智慧型監控系統4可包含複數個溫測攝影機10，如第9圖所示，多個溫測攝影機10可分別擷取第一預設區域601以及第二預設區域602之溫度畫面101，如此可避免被牆或門603降低偵測靈敏度，如此，異常判斷單元40就不需降低異常事件401發生的溫度標準。此外，多個溫測攝影機10可以相互涵蓋拍攝範圍。

再者，位置追蹤單元60可持續追蹤複數個使用者90中的一特定者，異常判斷單元40可根據特定者之體溫301之變化率判斷是否有異常事件401發生。

此外，智慧型監控系統4視需要可包含手勢(gesture)辨識單元，其可根據複數張溫度畫面101判斷出使用者90的手勢，例如使用者揮手的呼救動作，亦視為異常事件401。

雖然本發明已參照其例示性實施例而特別地顯示及描述，將為所屬技術領域具通常知識者所理解的是，於不脫離以下申請專利範圍及其等效物所定義之本發明之精神與範疇下可對其進行形式與細節上之各種變更。

1‧‧‧智慧型監控系統

10‧‧‧溫測攝影機

20‧‧‧影像處理單元

30‧‧‧溫度紀錄單元

40‧‧‧異常判斷單元

50‧‧‧警示單元

101‧‧‧溫度畫面

201‧‧‧預設溫度

202‧‧‧最高溫度

203‧‧‧區域

301‧‧‧體溫

401‧‧‧異常事件

402‧‧‧門檻值

501‧‧‧提醒訊號

Claims (3)

1. 一種智慧型監控系統，適用於一照護場所，該智慧型監控系統包含：一溫測攝影機，係擷取該照護場所之溫度畫面；一影像處理單元，係根據該溫度畫面中高於一預設溫度的一區域以判斷出該照護場所中的一使用者；一人臉辨識單元，係從該區域中辨識出該使用者的一臉部；一溫度紀錄單元，係從該臉部上萃取複數個最高溫度，並以該複數個最高溫度之平均值作為該使用者之一體溫，並記錄該體溫；一異常判斷單元，係根據該使用者之該體溫之變化率判斷是否有一異常事件發生，其中，若該使用者之該體溫在一時段內下降或上升超過一門檻值，該異常判斷單元判斷有該異常事件發生；一手勢辨識單元，係於辨識出該使用者之手勢時，判斷有該異常事件發生；以及一警示單元，當該異常判斷單元或該手勢辨識單元判斷該異常事件發生時，該警示單元係發出一提醒訊號。
2. 如申請專利範圍第1項所述之智慧型監控系統，其中該特定位置係為一額頭位置，該額頭位置係位為兩眼之間的中心點上方一預設距離處。
3. 如申請專利範圍第1項所述之智慧型監控系統，其中該溫度紀錄單元係為一雲端伺服器，該雲端伺服器係透過一有線網路或一無線網路接收該體溫。