【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及監(jiān)控設(shè)備，更具體的是涉及一種兒姿勢智能檢測及預(yù)警監(jiān)視系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
1、嬰兒猝死（sudden?unexplained?death?in?infancy/an?infant，sudi）定義為嬰兒嬰兒的突然死亡,可以分為：嬰兒猝死綜合癥(sudden?infant?death?syndrome，sids)、不確定或未知原因?qū)е碌乃劳鲆约耙馔庵舷⒒虼采现舷ⅲ╝ccidental?infantsuffocation?and?strangulation?in?bed，assb）等類別。
2、sids系指引起嬰幼兒突然死亡的癥候群，本病根據(jù)患兒健康狀態(tài)及既往病史完全不能預(yù)知，且常規(guī)病理解剖也不能發(fā)現(xiàn)明顯的致死原因。嬰兒猝死綜合征是2周～1歲嬰兒最常見的死亡原因，占該年齡組死亡率的30%。其發(fā)病機(jī)制目前有很多種理論，但感染、過敏、肺炎以及疫苗接種都已經(jīng)被證實(shí)與嬰兒猝死綜合征無關(guān)。目前受到廣泛認(rèn)可的一種理論是：某些嬰兒大腦中負(fù)責(zé)睡眠覺醒的中樞發(fā)育遲緩，使得他們在某些情況下容易停止呼吸。較多研究將俯臥睡眠與發(fā)生嬰兒猝死綜合征的高危因素相聯(lián)系。sids的治療預(yù)防常強(qiáng)調(diào)心肺監(jiān)護(hù)，心肺監(jiān)護(hù)儀是有效的監(jiān)護(hù)手段。監(jiān)護(hù)儀常連接報(bào)警儀，當(dāng)嬰兒心率降至80次/分鐘以下或呼吸暫停時(shí)間超過20秒時(shí)就會(huì)自動(dòng)報(bào)警。但由于sids病情發(fā)展迅速，家庭嬰兒急救技能普及程度較低，出現(xiàn)呼吸暫停的sids患兒死亡率依然高，sidi很難于嬰兒生前進(jìn)行診斷。目前普遍認(rèn)為維持嬰幼兒良好的仰臥睡姿能夠預(yù)防sids。據(jù)報(bào)道，1994年美國兒科學(xué)會(huì)、美國嬰兒猝死綜
3、assb是嬰兒呼吸道內(nèi)部或外部障礙引起血液缺氧的狀態(tài)，因在嬰兒群體中吸入性窒息和床上意外窒息是發(fā)生率最高的2種類型而得名。嬰兒期是發(fā)生assb的危險(xiǎn)年齡，據(jù)報(bào)道,中國０~14歲兒童的首位死亡原因即為意外傷害，而嬰兒死亡原因中意外窒息發(fā)生率22.86%。孫力安等研究報(bào)道的1歲以內(nèi)患兒死亡原因中意外窒息發(fā)生率更高（70.19%）。發(fā)生后若未得到正確處置，3~5min便會(huì)導(dǎo)致嬰兒腦缺血缺氧甚至死亡，嬰兒窒息嚴(yán)重威脅嬰兒的生命安全。導(dǎo)致嬰兒assb的具體原因多種多樣，除俯臥睡眠窒息外，口鼻意外被異物、嘔吐物甚至被同床父母身體阻擋等原因亦見報(bào)道。臧傳農(nóng)等報(bào)道了塑料袋致29天嬰兒窒息的案例，此嬰兒在無人照看時(shí)上肢舞動(dòng)將枕邊塑料袋蓋在口鼻上，半小時(shí)后被發(fā)現(xiàn)，口唇紫紺，反應(yīng)差，因發(fā)現(xiàn)處理尚及時(shí)，未致嬰兒發(fā)生sudi。可見及時(shí)發(fā)現(xiàn)嬰兒assb，可一定程度上預(yù)防導(dǎo)致sudi的發(fā)生。
4、由于嬰兒sudi，可給社會(huì)及家庭帶來巨大的痛苦及傷害。因此，如何確保嬰兒處于推薦睡姿體位預(yù)防sids，并及時(shí)發(fā)現(xiàn)assb風(fēng)險(xiǎn)事件，對預(yù)防sudi有著積極意義。
5、當(dāng)前，有加強(qiáng)嬰兒父母等相關(guān)人員培訓(xùn)，提高相關(guān)人員預(yù)防意識(shí)，從而預(yù)防sids及assb的報(bào)道。但由于人力難以實(shí)現(xiàn)二十四小時(shí)值守，在無人值守時(shí)，如看護(hù)人員暫時(shí)離開嬰兒或夜間看護(hù)人員睡眠時(shí)，嬰兒睡姿體位變化及assb往往未能被及時(shí)發(fā)現(xiàn)，而導(dǎo)致嬰兒sudi。同樣即使人力二十四小時(shí)視頻監(jiān)控也并不一定可靠，過去十年間，可見醫(yī)護(hù)人員未及時(shí)查看監(jiān)控，嬰兒窒息未及時(shí)處理導(dǎo)致sudi的新聞報(bào)道。因此，如何確保嬰兒在無人值守時(shí)，依然能夠監(jiān)控識(shí)別嬰兒睡姿體位以及實(shí)時(shí)預(yù)警assb的風(fēng)險(xiǎn)事件，進(jìn)而預(yù)防sudi是關(guān)鍵科學(xué)問題。
6、當(dāng)前，人工智能（ai）已經(jīng)深入到日常生活的方方面面。其中，ai工具的應(yīng)用更是為人類的工作方式帶來了前所未有的變革。這些工具利用先進(jìn)的算法和機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)，幫助人類更高效地完成任務(wù)，提升生產(chǎn)力。ai工具的種類繁多，涵蓋了從基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)分析、語音、圖像識(shí)別，到高級的自動(dòng)化決策系統(tǒng)等各個(gè)方面。鑒于ai技術(shù)的發(fā)展，理論上ai應(yīng)能在無人值守時(shí)，代為識(shí)別嬰兒睡姿體位變化、動(dòng)作變化、口鼻遮擋等assb風(fēng)險(xiǎn)事件。
7、因此，本專利技術(shù)旨在通過結(jié)合視頻監(jiān)控及人工智能視覺技術(shù)，提出一套能實(shí)現(xiàn)長時(shí)間自動(dòng)監(jiān)控并預(yù)警嬰兒猝死風(fēng)險(xiǎn)事件的系統(tǒng)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的目的就是為了解決現(xiàn)有技術(shù)之不足而提供的一種穩(wěn)定可靠，能實(shí)現(xiàn)對嬰兒姿態(tài)的精準(zhǔn)識(shí)別與監(jiān)測的嬰兒姿勢智能檢測及預(yù)警監(jiān)視系統(tǒng)。
2、本專利技術(shù)是采用如下技術(shù)解決方案來實(shí)現(xiàn)上述目的：一種嬰兒姿勢智能檢測及預(yù)警監(jiān)視系統(tǒng)，其特征在于，它包括信息終端、處理邊端、顯示終端。
3、信息終端包括攝像頭，實(shí)時(shí)監(jiān)控嬰兒的姿勢和狀態(tài)；攝像頭獲取的圖像和姿態(tài)信息通過無線信號(hào)傳輸?shù)教幚磉叾诉M(jìn)行分析和處理。
4、處理邊端包括帶有ai功能的小型計(jì)算設(shè)備和一個(gè)具備ai處理能力的服務(wù)器；小型計(jì)算設(shè)備進(jìn)行初步的數(shù)據(jù)處理，然后，將處理后的數(shù)據(jù)或未處理的原始數(shù)據(jù)發(fā)送至具備更強(qiáng)ai處理能力的服務(wù)器進(jìn)行進(jìn)一步分析；服務(wù)器通過深度學(xué)習(xí)算法分析嬰兒的姿勢數(shù)據(jù)，檢測異常姿勢，并作出預(yù)警判斷，分析結(jié)果通過無線信號(hào)傳輸?shù)斤@示終端。
5、顯示終端包括若干個(gè)顯示設(shè)備，當(dāng)檢測到異常姿勢或潛在危險(xiǎn)時(shí)，系統(tǒng)會(huì)通過這些顯示設(shè)備向看護(hù)人員發(fā)送警報(bào)，提醒他們及時(shí)檢查嬰兒的狀態(tài)。
6、整個(gè)系統(tǒng)的工作流程是通過攝像頭實(shí)時(shí)監(jiān)控嬰兒姿勢，利用邊緣計(jì)算設(shè)備和ai算法進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和姿勢識(shí)別，最終通過顯示終端向看護(hù)人員發(fā)出預(yù)警，從而實(shí)現(xiàn)對嬰兒姿勢的智能檢測和實(shí)時(shí)預(yù)警。
7、作為上述方案的進(jìn)一步說明，所述處理邊端包括linux操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)管理與存儲(chǔ)單元、系統(tǒng)控制界面、網(wǎng)絡(luò)通信模塊，linux操作系統(tǒng)配置相關(guān)依賴庫以支持深度學(xué)習(xí)模型的運(yùn)行；linux操作系統(tǒng)部署yolov8姿勢識(shí)別模型，配置模型推理腳本，用于處理攝像頭實(shí)時(shí)傳輸?shù)膱D像數(shù)據(jù)，并識(shí)別嬰兒的姿勢；數(shù)據(jù)庫或本地存儲(chǔ)器與linux操作系統(tǒng)連接，用于保存歷史檢測數(shù)據(jù)、圖像數(shù)據(jù)及預(yù)警日志，便于后續(xù)的統(tǒng)計(jì)分析與回溯；linux操作系統(tǒng)連接有系統(tǒng)控制界面，支持通過網(wǎng)頁、移動(dòng)應(yīng)用方式進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)置、監(jiān)控畫面查看、歷史數(shù)據(jù)查詢及預(yù)警信息管理；網(wǎng)絡(luò)通信模塊與linux操作系統(tǒng)連接，使得系統(tǒng)具備聯(lián)網(wǎng)功能，支持遠(yuǎn)程監(jiān)控和數(shù)據(jù)傳輸；對于數(shù)據(jù)隱私和安全性，應(yīng)配置加密通信協(xié)議（如ssl/tls）以保護(hù)數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?/p>
8、進(jìn)一步地，信息終端采集的數(shù)據(jù)涵蓋多種嬰兒睡姿，使用高清攝像頭或紅外攝像頭，從多個(gè)角度、不同距離拍攝嬰兒在睡眠過程中的姿態(tài)圖像；系統(tǒng)使用數(shù)據(jù)標(biāo)注工具對圖像進(jìn)行標(biāo)注，以適應(yīng)yolov8姿勢識(shí)別模型的需求，對于每一張圖像，需要對嬰兒的各個(gè)姿態(tài)進(jìn)行精確標(biāo)注，包括頭部、軀干、四肢的位置和姿態(tài)；使用矩形框框住嬰兒的身體各個(gè)部位，同時(shí)確保邊界框緊密貼合嬰兒的姿態(tài)，避免包含過多的背景區(qū)域。
9、進(jìn)一步地，采用yolov8姿勢識(shí)別模型對嬰兒睡姿進(jìn)行識(shí)別過程中，包括以下步驟：
10、1）圖像輸入與特征提取：輸入的嬰兒睡姿圖像首先經(jīng)過?backbone?網(wǎng)絡(luò)，提取出多層次、多尺度的特征圖；這些特征圖能夠捕捉到圖像中的關(guān)鍵細(xì)節(jié)信息；
11、2）特征融合本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種嬰兒姿勢智能檢測及預(yù)警監(jiān)視系統(tǒng)，其特征在于，它包括信息終端、處理邊端、顯示終端，
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種嬰兒姿勢智能檢測及預(yù)警監(jiān)視系統(tǒng)，其特征在于，所述處理邊端包括Linux操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)管理與存儲(chǔ)單元、系統(tǒng)控制界面、網(wǎng)絡(luò)通信模塊，Linux操作系統(tǒng)配置相關(guān)依賴庫以支持深度學(xué)習(xí)模型的運(yùn)行；Linux操作系統(tǒng)部署YOLOv8姿勢識(shí)別模型，配置模型推理腳本，用于處理攝像頭實(shí)時(shí)傳輸?shù)膱D像數(shù)據(jù)，并識(shí)別嬰兒的姿勢；數(shù)據(jù)庫或本地存儲(chǔ)器與Linux操作系統(tǒng)連接，用于保存歷史檢測數(shù)據(jù)、圖像數(shù)據(jù)及預(yù)警日志；Linux操作系統(tǒng)連接有系統(tǒng)控制界面，支持通過網(wǎng)頁、移動(dòng)應(yīng)用方式進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)置、監(jiān)控畫面查看、歷史數(shù)據(jù)查詢及預(yù)警信息管理；網(wǎng)絡(luò)通信模塊與Linux操作系統(tǒng)連接，使得系統(tǒng)具備聯(lián)網(wǎng)功能，支持遠(yuǎn)程監(jiān)控和數(shù)據(jù)傳輸；對于數(shù)據(jù)隱私和安全性，應(yīng)配置加密通信協(xié)議以保護(hù)數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?/p>
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種嬰兒姿勢智能檢測及預(yù)警監(jiān)視系統(tǒng)，其特征在于，信息終端采集的數(shù)據(jù)涵蓋多種嬰兒睡姿，使用高清攝像頭或紅外攝像頭，從多個(gè)角度、不同距離拍攝嬰兒在睡眠過程中的姿態(tài)圖像；系統(tǒng)使
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種嬰兒姿勢智能檢測及預(yù)警監(jiān)視系統(tǒng)，其特征在于，用YOLOv8姿勢識(shí)別模型對嬰兒睡姿進(jìn)行識(shí)別過程中，包括以下步驟：
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種嬰兒姿勢智能檢測及預(yù)警監(jiān)視系統(tǒng)，其特征在于，模型需要經(jīng)過微調(diào)策略，包括以下步驟：
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種嬰兒姿勢智能檢測及預(yù)警監(jiān)視系統(tǒng)，其特征在于，在YOLOv8姿勢識(shí)別模型完成訓(xùn)練和微調(diào)后，模型需要進(jìn)行部署和優(yōu)化：
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種嬰兒姿勢智能檢測及預(yù)警監(jiān)視系統(tǒng)，其特征在于，帶有AI功能的小型計(jì)算設(shè)備采用開發(fā)板型號(hào)：NVIDIA?Jetson?Xavier?NX，處理器：6-core?NVIDIACarmel?ARM?v8.2?64-bit?CPU,?6MB?L2?+?4MB?L3，GPU：384-core?NVIDIA?Volta?GPUwith?48?Tensor?Cores，內(nèi)存：8GB?128-bit?LPDDR4x?51.2GB/s，存儲(chǔ)：500GB?eMMC?5.1,支持外接microSD卡。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種嬰兒姿勢智能檢測及預(yù)警監(jiān)視系統(tǒng)，其特征在于，具備AI處理能力的服務(wù)器采用處理器：Intel?Core?i9-13900K?24-Core?(8P?+?16E)，GPU：NVIDIAGeForce?RTX?4090?24GB?GDDR6X，內(nèi)存：64GB?DDR5?4800MHz，存儲(chǔ)：2TB?NVMe?SSD，操作系統(tǒng)：Ubuntu?20.04?LTS。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種嬰兒姿勢智能檢測及預(yù)警監(jiān)視系統(tǒng)，其特征在于，它包括信息終端、處理邊端、顯示終端，
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種嬰兒姿勢智能檢測及預(yù)警監(jiān)視系統(tǒng)，其特征在于，所述處理邊端包括linux操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)管理與存儲(chǔ)單元、系統(tǒng)控制界面、網(wǎng)絡(luò)通信模塊，linux操作系統(tǒng)配置相關(guān)依賴庫以支持深度學(xué)習(xí)模型的運(yùn)行；linux操作系統(tǒng)部署yolov8姿勢識(shí)別模型，配置模型推理腳本，用于處理攝像頭實(shí)時(shí)傳輸?shù)膱D像數(shù)據(jù)，并識(shí)別嬰兒的姿勢；數(shù)據(jù)庫或本地存儲(chǔ)器與linux操作系統(tǒng)連接，用于保存歷史檢測數(shù)據(jù)、圖像數(shù)據(jù)及預(yù)警日志；linux操作系統(tǒng)連接有系統(tǒng)控制界面，支持通過網(wǎng)頁、移動(dòng)應(yīng)用方式進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)置、監(jiān)控畫面查看、歷史數(shù)據(jù)查詢及預(yù)警信息管理；網(wǎng)絡(luò)通信模塊與linux操作系統(tǒng)連接，使得系統(tǒng)具備聯(lián)網(wǎng)功能，支持遠(yuǎn)程監(jiān)控和數(shù)據(jù)傳輸；對于數(shù)據(jù)隱私和安全性，應(yīng)配置加密通信協(xié)議以保護(hù)數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?/p>
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種嬰兒姿勢智能檢測及預(yù)警監(jiān)視系統(tǒng)，其特征在于，信息終端采集的數(shù)據(jù)涵蓋多種嬰兒睡姿，使用高清攝像頭或紅外攝像頭，從多個(gè)角度、不同距離拍攝嬰兒在睡眠過程中的姿態(tài)圖像；系統(tǒng)使用數(shù)據(jù)標(biāo)注工具對圖像進(jìn)行標(biāo)注；對于每一張圖像，需要對嬰兒的各個(gè)姿態(tài)進(jìn)行精確標(biāo)注，包括頭部、軀干、四肢的位置和姿態(tài)；使用矩形框框住嬰兒的身體各個(gè)部位，同時(shí)確保邊界框緊密貼合嬰兒的姿態(tài)，避免包含過多的背景區(qū)域。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種嬰兒姿勢智能檢測及預(yù)警監(jiān)視系統(tǒng)，其...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張帆，李振彰，
申請(專利權(quán))人：佛山市三水區(qū)人民醫(yī)院，
類型：發(fā)明
國別省市：
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