CN101876815B - 婴儿睡眠监控系统及方法 - Google Patents

Abstract

一种婴儿睡眠监控系统，应用于计算机中，该计算机与安装在婴儿床上的手机可进行通讯连接，该手机包括摄像头与加速度传感器，该系统包括：设置模块、获取模块、开启模块、识别模块、分析模块及命令模块，分别用于获取所述加速度传感器感应的加速度，使所述摄像头开启并拍摄，从所述手机获取影像以识别出脸部区域与眼睛区域，计算所述眼睛区域的高度和长度之间的比值，根据该比值判断婴儿是否处于清醒状态，并及时发送通讯指令以令所述手机自动拨号。本发明还提供一种婴儿睡眠监控方法。利用本发明可监控婴儿的睡眠状况。

Description

婴儿睡眠监控系统及方法

技术领域

本发明涉及一种监控系统及方法，尤其涉及一种婴儿睡眠监控系统及方法。

背景技术

由于婴儿很多时间都处于睡眠状态，照看婴儿的监护人往往不能随时都陪护在婴儿旁边，难免需要分身去处理其他家务琐事。然而，在处理家务的过程中，又会分神担心婴儿是否已经醒来需要照看，如此，导致监护人无法兼顾照看婴儿与处理家务。

由于科技的快速发展，市面上已出现不少看护系统，但大多是利用动态摄影的方式，以网页或视讯串流的方式供用户查看，用户必须自行连上网查看目前被监护的婴儿的情况。如果用户外出，则很难透过计算机上网查看，若利用手机3G上网查看，既无法准确掌控婴儿的最新状况又需要耗费不菲的费用。

发明内容

鉴于以上内容，有必要提供一种婴儿睡眠监控系统，可对婴儿的睡眠状况进行监控，并在判断婴儿已处于清醒状态时迅速拨打预定电话以通知监护人。

此外，还有必要提供一种婴儿睡眠监控方法，可对婴儿的睡眠状况进行监控，并在判断婴儿已处于清醒状态时迅速拨打预定电话以通知监护人。

一种婴儿睡眠监控系统，应用于计算机中，该计算机与安装在婴儿床上的手机可进行通讯连接，该手机包括摄像头与加速度传感器，该系统包括：设置模块，用于设置第一阀值以判断所述婴儿床是否产生晃动及第二阀值以判断婴儿是否处于清醒状态，设置开启指令与通讯指令，并设置电话号码，以及设置在接收到所设置的电话号码的来电后令手机进入视频通话模式；获取模块，用于获取所述加速度传感器感应的加速度；开启模块，用于在所获取的加速度大于所设置的第一阀值时发送开启指令使所述摄像头开启并拍摄；识别模块，用于将所述获取模块从所述手机获取的影像中识别出脸部区域，并从识别的脸部区域中计算出眼睛区域；分析模块，用于计算所述眼睛区域的高度和长度之间的比值，比较所述比值和第二阀值，并根据比较结果判断婴儿是否处于清醒状态；及命令模块，用于在确认婴儿处于清醒状态时，发送通讯指令以令所述手机根据设置的电话号码自动拨号。

一种婴儿睡眠监控方法，应用于计算机中，该计算机与安装在婴儿床上的手机可进行通讯连接，该手机包括摄像头与加速度传感器，该方法包括如下步骤：设置第一阀值以判断所述婴儿床是否产生晃动及第二阀值以判断婴儿是否处于清醒状态；设置开启指令与通讯指令，并设置电话号码，以及设置在接收到所设置的电话号码的来电后令手机进入视频通话模式；获取所述加速度传感器感应的加速度；在所获取的加速度大于所设置的第一阀值时发送开启指令使所述摄像头开启并拍摄；从所述手机获取拍摄的影像；从所获取的影像中识别出脸部区域，并从识别的脸部区域中计算出眼睛区域；计算所述眼睛区域的高度和长度之间的比值，比较所述比值和第二阀值，并根据比较结果判断婴儿是否处于清醒状态；及在确认婴儿处于清醒状态时，发送通讯指令以令所述手机根据设置的电话号码自动拨号。

相较于现有技术，所述的婴儿睡眠监控系统及方法，可对婴儿的睡眠状况进行监控，并在判断婴儿已处于清醒状态时迅速拨打预定电话以通知监护人，从而帮助监护人及时掌握需照顾的婴儿的睡眠状况。

附图说明

图1是本发明婴儿睡眠监控系统的较佳实施方式的功能模块图。

图2是本发明婴儿睡眠监控系统的较佳实施方式的硬件架构示意图。

图3-1、3-2是本发明婴儿睡眠监控方法的较佳实施方式的流程图。

具体实施方式

如图1所示，是本发明婴儿睡眠监控系统的较佳实施方式的功能模块图。本发明婴儿睡眠监控系统(下文简称为“监控系统”)10运行于计算机1中，用于识别婴儿处于睡眠状态还是清醒状态，并在识别出婴儿处于清醒状态时迅速拨打预设电话号码，以提醒监护人尽快照看婴儿。

所述的计算机1还包括处理器12与存储装置14。所述的处理器12用于执行所述计算机1内安装的各类软件。所述的存储装置14用于存储各类数据，包括利用所述监控系统10设置的数据、获取的数据、分析的数据等。

所述计算机1与安装在婴儿床上的手机3相连接，参照图2所示，该手机3可安装于婴儿床上方一个可活动的挡板的凹槽处，以便拍摄婴儿脸部影像，在其他实施方式中，该手机3也可安装于其他便于拍摄的地方，从而可不需要该活动挡板。所述计算机1与手机3的连接可通过通用串行总线(USB，Universal Serial Bus)进行连接，也可通过蓝牙等进行无线通讯连接，从而实现数据/指令的交换。

所述手机3包括加速度传感器30、处理器32及摄像头34。所述的加速度传感器30用于采集与所述婴儿床的晃动幅度相关的加速度，该加速度传感器30可以是双轴加速度传感器，用于测量X轴、Y轴上所感应的加速度，还可以是三轴加速度传感器，可进一步测量Z轴上所感应的加速度。

所述的处理器32用于处理所述手机3内的各类软件，以及从所述计算机1接收的指令等数据。所述的摄像头34用于拍摄影像。

所述的监控系统10包括：设置模块100、获取模块120、开启模块140、识别模块160、分析模块180及命令模块190。

所述的设置模块100用于设置第一阀值与第二阀值，该第一阀值用以与所述加速度传感器30所采集的加速度进行比对以判断所述婴儿床是否产生晃动，该第二阀值用以与后续计算的比值(在下文详细介绍)进行比较以判断婴儿是否处于清醒状态。

所述的设置模块100还用于设置多个指令以实现对所述手机3的控制，包括用于开启所述摄像头34的开启指令以及用于命令所述手机拨打电话的通讯指令，并预先设置电话号码以供所述手机3在接收到所述通讯指令时拨打。

所述的设置模块100进一步用于设置所述加速度传感器30的灵敏度。

所述的获取模块120用于在所述监控系统10运行后获取所述加速度传感器30感应的加速度。

所述的开启模块140用于判断所获取的加速度是否大于所设置的第一阀值从而根据婴儿床的晃动判断婴儿是否已经从睡眠状态清醒过来，并在所获取的加速度大于第一阀值时发送开启指令至所述手机3，所述手机3的处理器32处理该开启指令使所述摄像头34开启并拍摄影像。

所述的获取模块120还用于从所述手机3获取拍摄的影像。

所述的识别模块160用于在获取的影像中识别出脸部区域。具体而言，首先，识别模块160利用肤色理论，根据脸部肤色范围，将脸部定位出来。所述脸部肤色范围的判断公式如下：

${\mathrm{Skin}}_{\mathrm{color}}(x,y)=\left\{\begin{array}{c}1,\mathrm{if}[\mathrm{Cr}(x,y)\∈{\mathrm{Skin}}_{\mathrm{Cr}}]\∩[\mathrm{Cb}(x,y)\∈{\mathrm{Skin}}_{\mathrm{Cb}}]\\ 0,\mathrm{otherwise}\end{array}\right.$

如果Skin_color(x，y)为1，则表示其被分类为脸部肤色部分并设定为白色，否则，则被分类为非脸部肤色部分并设定为黑色。将脸部定位出来后，所述的识别模块160计算所述脸部的最大包围集，确定所述脸部区域，即将所述脸部区域限定在一个矩形中，所述脸部区域的范围将作为脸部特征点取样的依据。

所述的识别模块160还用于从识别的脸部区域中计算出眼睛区域。具体而言，首先，定位出眼睛的区域，利用Sobel算法对所述眼睛区域的边缘进行增强、加黑处理，获得增强处理后的眼睛影像；对所述增强处理后的眼睛影像进行二值化处理；对经过二值化处理后的眼睛影像的边缘进行像素点的取样，获取所述眼睛的取样点；利用Snake算法，对所述眼睛的取样点进行处理，获取所述眼睛的轮廓；计算所述眼睛轮廓的最大包围集，以确定所述眼睛区域，即将所述眼睛区域限定在一个矩形中；确定该眼睛区域的高度(H)与长度(W)。

所述的分析模块180用于计算所述眼睛区域的高度和长度之间的比值(H/W)，比较所述比值和第二阀值，并根据比较结果判断婴儿是否处于清醒状态。若所述比值大于第二阀值，则判断婴儿处于清醒状态；所述比值小于或等于第二阀值，则判断婴儿仍然处于睡眠状态。

所述的命令模块190用于在确认婴儿处于清醒状态时，发送通讯指令至所述手机3，所述手机3内的处理器32执行该通讯指令使所述手机3根据设置的电话号码自动拨号。此外，还可预先通过所述的设置模块100设置自动以视频通话的方式拨打所设置的电话号码，便于监护人可迅速察看婴儿的当前状态。

此外，所设置的电话号码的用户也可主动拨打所述手机3，预先设置该手机3在接到该电话号码的来电后，进入视频通话模式，因此，用户可通过手机3获取的视频察看婴儿当前状况。

在其他实施方式中，为防止所述分析模块180无法对所获取的影像进行识别，所述设置模块100可预先设置一个识别次数，并利用所述计算机1内的计数器循环对后续获取的影像继续进行识别，若达到该识别次数后，仍然无法识别所有获取的影像(例如，婴儿已经醒过来并且移动到所述手机3无法拍摄到清晰影像的角度)，则所述的命令模块190立即发送通讯指令使所述手机3根据设置的电话号码自动拨号。

如图3-1、3-2所示，是本发明婴儿睡眠监控方法的较佳实施方式的流程图。首先，步骤S2，所述的设置模块100设置第一阀值与第二阀值，该第一阀值用以判断所述婴儿床是否产生晃动，该第二阀值用以判断婴儿是否处于清醒状态。

步骤S4，所述的设置模块100设置用于开启所述摄像头34的开启指令以及用于命令所述手机拨打电话的通讯指令，并预先设置电话号码以供所述手机3在接收到所述通讯指令时拨打。

步骤S6，所述的获取模块120用于在所述监控系统10运行后获取所述加速度传感器30感应的加速度。

步骤S8，所述的开启模块140判断所获取的加速度是否大于所设置的第一阀值。若所获取的加速度大于所设置的第一阀值，则执行步骤S10，否则，流程返回步骤S6。

步骤S10，所述的开启模块140发送开启指令至所述手机3，所述手机3的处理器32处理该开启指令使所述摄像头34开启并拍摄影像。

步骤S12，所述的获取模块120从所述手机3获取拍摄的影像。

步骤S14，所述的识别模块160利用肤色理论在获取的影像中识别出脸部区域，并进一步计算出眼睛区域。

步骤S16，所述的分析模块180计算所述眼睛区域的高度和长度之间的比值(H/W)。

步骤S18，所述的分析模块180比较所述比值是否大于第二阀值，从而判断婴儿是否处于清醒状态。若所述比值大于第二阀值，判断婴儿处于清醒状态，执行步骤S20，否则，判断婴儿仍然处于睡眠状态，流程返回至步骤S12以继续获取下一个影像进行分析。

步骤S20，所述的命令模块190发送通讯指令至所述手机3，所述手机3内的处理器32执行该通讯指令使所述手机3根据设置的电话号码自动拨号，然后结束本流程。

以上实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照以上较佳实施方式对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种婴儿睡眠监控系统，应用于计算机中，该计算机与安装在婴儿床上的手机可进行通讯连接，该手机包括摄像头与加速度传感器，其特征在于，该系统包括：

设置模块，用于设置第一阀值以判断所述婴儿床是否产生晃动及第二阀值以判断婴儿是否处于清醒状态，设置开启指令与通讯指令，并设置电话号码，以及设置在接收到所设置的电话号码的来电后令手机进入视频通话模式；

获取模块，用于获取所述加速度传感器感应的加速度；

开启模块，用于在所获取的加速度大于所设置的第一阀值时发送开启指令使所述摄像头开启并拍摄；

识别模块，用于将所述获取模块从所述手机获取的影像中识别出脸部区域，并从识别的脸部区域中计算出眼睛区域；

分析模块，用于计算所述眼睛区域的高度和长度之间的比值，比较所述比值和第二阀值，并根据比较结果判断婴儿是否处于清醒状态；及

命令模块，用于在确认婴儿处于清醒状态时，发送通讯指令以令所述手机根据设置的电话号码自动拨号。

2.如权利要求1所述的婴儿睡眠监控系统，其特征在于，所述的设置模块，还用于设置所述加速度传感器的灵敏度。

3.如权利要求1所述的婴儿睡眠监控系统，其特征在于，所述识别模块根据肤色理论识别出所述脸部的区域，并根据Sobel算法和Snake算法计算出所述眼睛区域。

4.如权利要求1所述的婴儿睡眠监控系统，其特征在于，所述的命令模块还用于在所述分析模块无法对所获取的影像进行识别时，发送通讯指令使所述手机根据设置的电话号码自动拨号。

5.如权利要求1所述的婴儿睡眠监控系统，其特征在于，若所述比值大于第二阀值，则所述分析模块判断婴儿处于清醒状态，若所述比值小于或等于第二阀值，则所述分析模块判断婴儿仍然处于睡眠状态。

6.一种婴儿睡眠监控方法，应用于计算机中，该计算机与安装在婴儿床上的手机可进行通讯连接，该手机包括摄像头与加速度传感器，其特征在于，该方法包括如下步骤：

设置第一阀值以判断所述婴儿床是否产生晃动及第二阀值以判断婴儿是否处于清醒状态；

设置开启指令与通讯指令，并设置电话号码，以及设置在接收到所设置的电话号码的来电后令手机进入视频通话模式；

获取所述加速度传感器感应的加速度；

在所获取的加速度大于所设置的第一阀值时发送开启指令使所述摄像头开启并拍摄；

从所述手机获取拍摄的影像；

从所获取的影像中识别出脸部区域，并从识别的脸部区域中计算出眼睛区域；

计算所述眼睛区域的高度和长度之间的比值，比较所述比值和第二阀值，并根据比较结果判断婴儿是否处于清醒状态；及

在确认婴儿处于清醒状态时，发送通讯指令以令所述手机根据设置的电话号码自动拨号。

7.如权利要求6所述的婴儿睡眠监控方法，其特征在于，该方法还包括：

设置所述加速度传感器的灵敏度。

8.如权利要求6所述的婴儿睡眠监控方法，其特征在于，所述脸部区域是根据肤色理论进行识别，并且所述眼睛区域是根据Sobel算法和Snake算法进行计算。

9.如权利要求6所述的婴儿睡眠监控方法，其特征在于，该方法还包括：

若无法对所获取的影像进行识别，发送通讯指令使所述手机根据设置的电话号码自动拨号。

10.如权利要求6所述的婴儿睡眠监控方法，其特征在于，该方法还包括：

若所述比值大于第二阀值，则判断婴儿处于清醒状态；或

若所述比值小于或等于第二阀值，则判断婴儿仍然处于睡眠状态。

Images