CN108615333A - 基于人工智能的婴儿窒息预警系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于人工智能的婴儿窒息预警系统和方法。其特点在于，用摄像模块实时采集婴儿及其周边环境的图像、音频数据，通过人工智能算法，在识别出婴儿存在吐奶、口鼻被覆盖、翻身面部朝下等窒息危险时，系统自动发出警报，通知监护人采取措施。本发明是在婴儿可能有窒息危险时就发出警报，即“事前预警”，可以为家长赢得宝贵的抢救时间，防止婴儿窒息死亡或因短暂窒息缺氧而导致的身体发育出现障碍。且补充了现有监护摄像头的不足，集成普通摄像头和窒息报警传感器的功能，只用一个设备即可解决普通监控和报警两个问题。

Description

基于人工智能的婴儿窒息预警系统和方法

技术领域

本发明涉及婴儿智能产品和监控技术领域，尤其是一种基于人工智能技术的婴儿窒息预警系统和方法。

背景技术

婴儿是一类非常脆弱的人群，稍微的不小心就可能造成悲剧的发生。比如婴儿吐奶堵塞呼吸道，口鼻被被褥覆盖，翻身面部朝下等都会导致婴儿窒息。婴儿窒息是引起伤残和死亡的主要原因之一。婴儿窒息死亡通常发生在夜间，且窒息发生时，婴儿通常很难发出啼哭声，监护人难以察觉，更难做出及时的抢救。

现有技术中，婴儿呼吸监测设备或者窒息报警设备都是监测到婴儿呼吸发生不正常的变化时才会报警，即“事后报警”。而婴儿呼吸系统尚未发育完全，从窒息发生到死亡的过程非常短暂，抢救时间十分宝贵。另外，即使没有发生死亡的悲剧，窒息也会产生后遗症，引起脑部损害。

人工智能（Artificial Intelligence）,英文缩写为AI。它计算机科学的分支，是一门新的科学技术，近几年被广泛用于图像识别，且识别率已经超过人类，通过一定的数据训练，人工智能算法可以对特定的行为、模式进行识别。

很多家庭都会给婴儿配备监护摄像头，这些摄像头的主要功能是让监护人可以随时察看婴儿，功能较为单一。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种基于人工智能的婴儿窒息预警系统和方法。其特点在于，用摄像模块实时采集婴儿的及其周边环境的图像、音频数据，通过人工智能算法，在识别出婴儿存在窒息危险时（特别例如口鼻被覆盖，吐奶，婴儿翻身面部朝下），系统自动发出警报，通知监护人采取措施，防止窒息危险的发生。

为了达到上述目的，本发明提供的技术方案如下：

一种基于人工智能的婴儿窒息预警系统包括：摄像模块，音频采集模块，通信模块，服务器，移动终端。

优选地，所述摄像模块与音频采集模块集成在一起，用于采集婴儿及其周边环境的图像和声音信息。

优选地，所述摄像模块采用高分辨率网络摄像头，带有红外灯；为了达到更精准的目的，可采用多个摄像头。

优选地，所述音频采集模块采用麦克风或麦克风阵列。

优选地，所述通信模块将摄像模块和音频采集模块采集的视频/音频信息传输到服务器。

优选地，所述通信模块具有有线连接和无线传输2种连接模式。

优选地，所述服务器包含基于人工智能的软件系统，用于根据实时采集的图像和音频数据，判断婴儿所处状态，并在检测出有窒息危险的状态时，给移动终端发出报警。

优选地，婴儿所处的窒息危险状态包括：吐奶堵塞呼吸道，口鼻被覆盖，翻身面部朝下等。

优选地，所述移动终端是手机、平板电脑、智能手环的一种，用于接收报警信息，以及实时查看婴儿的监控画面。

本发明的有益效果是： （1）本发明是在婴儿可能有窒息危险时就发出警报，即“事前预警”，可以节约家长的抢救时间，防止婴儿窒息死亡或因短暂窒息缺氧而导致的身体发育出现障碍。（2）本发明结构简单，对于用户只需要安装摄像头并将其连入互联网即可。（3）本发明补充了现有监护摄像头的不足，集成普通摄像头和窒息报警传感器的功能，让监护人使用方便，一个设备解决普通监控和报警两个问题。

附图说明

图1是本发明一种实施例的整体结构示意图；

图2是本发明实施例的监测报警流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细描述，但是本发明公开实施例不仅仅限于这些实施例。在下文对本发明公开实施例的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节描述也可以完全理解本发明公开实例。为了避免混淆本发明公开实施例的实质，公知的方法、过程、流程没有详细叙述。

附图中的流程图展示了本发明实施例的系统、方法、装置的可能的体系框架、功能和操作，流程图上的方框可以代表一个软件系统或仅仅是一段程序代码，所述软件系统和程序代码都是用来实现规定逻辑功能的可执行指令。也应当注意，所述实现规定逻辑功能的可执行指令可以重新组合，从而生成新的软件系统或程序。因此，附图的方框以及方框顺序只是用来更好的图示本发明实施例的过程和步骤，而不应以此作为对发明本身的限制。

参见附图1，本发明提供的系统涉及摄像模块，服务器和移动终端三方。摄像模块101是信号采集方，它集成了音频采集模块105，用于获取婴儿106及其周围环境的视频、音频数据。摄像模块101将采集到的实时的视频、音频数据通过局域网或广域网发送给服务器102。服务器102接收到实时的视频、音频数据后，通过人工智能算法，对数据进行处理分析，当检测到婴儿有窒息危险时，立即给移动终端103发送报警信息，提醒监护人104。

所述摄像模块101，包含红外灯，具有夜视功能；可以是单个高分辨率网络摄像头，为了提高检测的准确率，也可以是多个高分辨率网络摄像头组成的矩阵。

所述音频采集模块105采用麦克风或麦克风阵列。

所述服务器102可以是单个或者是多个，可以是集中式或者是分布式。

所述服务器102主要实现的功能包括：接收来自摄像模块101的视频、音频数据，用人工智能算法分析处理数据，给移动终端103发送报警信息。

所述服务器102包括但不限于在同一个局域网以及通过Internet链接的多个PC机、PC服务器、刀片机、超级计算机，云端服务器等。

所述移动终端103，可以是手机、平板电脑、笔记本电脑、手环、各种智能可穿戴设备，以监护人能实时查看为佳。

附图2是本发明实施例的监测报警流程图，包括以下步骤。

步骤201表示整套预警系统开始工作。

步骤202，摄像模块101和音频采集模块105开始采集婴儿周围环境的实时视频、音频数据，并通过网络将这些数据发送到服务器102；音频数据包括婴儿发出的呼吸声，作为视频数据的补充。

步骤203，服务器102接收视频、音频数据，并对数据进行预处理，例如滤波、降噪、压缩。

这些数据一方面可以通过网络直接发送到移动终端103，供监护人查看婴儿的实时画面，即步骤208。

这些数据另一方面会进一步被服务器102上的软件系统进行处理分析，即步骤204。

步骤204，服务器102上的软件系统通过人工智能算法对数据进行处理；首先将视频数据按帧分割成图像；其次对图像进行二值化处理；再者进行婴儿人脸检测判断婴儿整体位置；最后通过人工智能算法，例如深度学习和神经网络，对婴儿面部和整体行为进行分析。

步骤205，将步骤204处理后的数据用于比对训练好的人工智能数据模型，判断婴儿是否有窒息危险。如果没有窒息危险，服务器软件系统将不会采取任何行动，移动终端103显示正常的监控画面；如果存在窒息危险，将进入步骤206，服务器软件系统将给移动终端103发送报警数据。

所述窒息危险，判断的条件是检测婴儿是否存在吐奶、口鼻被覆盖、翻身面部朝下等行为。

步骤207，移动终端103接收到报警数据后，发出报警信息提示监护人。

所述报警信息可以是声音提醒、图像提醒、震动提醒、闪灯提醒。

所述报警信息出现的方式有多种，可以通过移动终端103上安装的本系统提供的应用程序出现，也可以通过微信、微博等社交应用程序出现，还可以通过邮件、短信、电话等通信应用程序出现，以监护人能尽快获取到报警信息为佳。

本发明公开实施例结合本文中所公开的实施例描述的各示例模块及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者是二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明公开实施例的例的实施范围。

以上所述，仅为本发明的较佳实施方式，本发明也可以具有其它的形式变化，上述实施例仅仅起到对上述发明保护范围内的示范作用，对本领域普通技术人员来说，在本发明所限定的保护范围内还有很多常规变形和其它实施例。因此，本发明将不会被限制于本文所示实施例，而是要符合于本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种基于人工智能的婴儿窒息预警系统和方法，其特点在于，用摄像模块实时采集婴儿的及其周边环境的图像、音频数据并发送给服务器，服务器上的人工智能算法，在识别出婴儿存在吐奶、口鼻被覆盖、翻身面部朝下等窒息危险时，自动给移动终端发出警报，通知监护人采取措施，防止窒息危险的发生。

2.根据权利要求1所述基于人工智能的婴儿窒息预警系统和方法，人工智能识别方法可以是机器学习中的一种，如深度学习。

3.根据权利要求1所述基于人工智能的婴儿窒息预警系统和方法，涉及摄像模块、服务器和移动终端三方。

4.根据权利要求1所述摄像模块包含视频、音频采集功能，具有夜视功能；可以是单个或多个高分辨率网络摄像头组成；并具有有线或无线网络接口，可以将采集的数据发送到服务器。

5.根据权利要求1所述移动终端，可以是手机、平板电脑、笔记本电脑、手环、各种智能可穿戴设备。

6.根据权利要求1所述服务器安装有软件系统，主要实现的功能包括：接收来自摄像模块的视频、音频数据，用人工智能算法分析处理数据，给移动终端发送报警信息。

7.根据权利要求6所述服务器的软件系统也可以直接将初步处理的视频、音频数据直接通过网络发送给移动终端，供用户实时查看婴儿及其周围环境。

8.根据权利要求6所述给移动端发送的报警信息方式有多种：可以通过移动终端上安装的本系统提供的应用程序出现，也可以通过微信、微博等社交应用程序出现，还可以通过邮件、短信、电话等通信应用程序出现。