專利名稱：嬰兒睡眠監(jiān)控系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種監(jiān)控系統(tǒng)及方法，尤其涉及一種嬰兒睡眠監(jiān)控系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
由于嬰兒很多時間都處于睡眠狀態(tài)，照看嬰兒的監(jiān)護(hù)人往往不能隨時都陪護(hù)在嬰 兒旁邊，難免需要分身去處理其他家務(wù)瑣事。然而，在處理家務(wù)的過程中，又會分神擔(dān)心嬰 兒是否已經(jīng)醒來需要照看，如此，導(dǎo)致監(jiān)護(hù)人無法兼顧照看嬰兒與處理家務(wù)。由于科技的快速發(fā)展，市面上已出現(xiàn)不少看護(hù)系統(tǒng)，但大多是利用動態(tài)攝影的方 式，以網(wǎng)頁或視訊串流的方式供用戶查看，用戶必須自行連上網(wǎng)查看目前被監(jiān)護(hù)的嬰兒的 情況。如果用戶外出，則很難透過計(jì)算機(jī)上網(wǎng)查看，若利用手機(jī)3G上網(wǎng)查看，既無法準(zhǔn)確掌 控嬰兒的最新狀況又需要耗費(fèi)不菲的費(fèi)用。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于以上內(nèi)容，有必要提供一種嬰兒睡眠監(jiān)控系統(tǒng)，可對嬰兒的睡眠狀況進(jìn)行監(jiān) 控，并在判斷嬰兒已處于清醒狀態(tài)時迅速撥打預(yù)定電話以通知監(jiān)護(hù)人。此外，還有必要提供一種嬰兒睡眠監(jiān)控方法，可對嬰兒的睡眠狀況進(jìn)行監(jiān)控，并在 判斷嬰兒已處于清醒狀態(tài)時迅速撥打預(yù)定電話以通知監(jiān)護(hù)人。一種嬰兒睡眠監(jiān)控系統(tǒng)，應(yīng)用于計(jì)算機(jī)中，該計(jì)算機(jī)與安裝在嬰兒床上的手機(jī)可 進(jìn)行通訊連接，該手機(jī)包括攝像頭與加速度傳感器，該系統(tǒng)包括設(shè)置模塊，用于設(shè)置第一 閥值以判斷所述嬰兒床是否產(chǎn)生晃動及第二閥值以判斷嬰兒是否處于清醒狀態(tài)，設(shè)置開啟 指令與通訊指令，并設(shè)置電話號碼；獲取模塊，用于獲取所述加速度傳感器感應(yīng)的加速度； 開啟模塊，用于在所獲取的加速度大于所設(shè)置的第一閥值時發(fā)送開啟指令使所述攝像頭開 啟并拍攝；識別模塊，用于將所述獲取模塊從所述手機(jī)獲取的影像中識別出臉部區(qū)域，并從 識別的臉部區(qū)域中計(jì)算出眼睛區(qū)域；分析模塊，用于計(jì)算所述眼睛區(qū)域的高度和長度之間 的比值，比較所述比值和第二閥值，并根據(jù)比較結(jié)果判斷嬰兒是否處于清醒狀態(tài)；及命令模 塊，用于在確認(rèn)嬰兒處于清醒狀態(tài)時，發(fā)送通訊指令以令所述手機(jī)根據(jù)設(shè)置的電話號碼自 動撥號?！N嬰兒睡眠監(jiān)控方法，應(yīng)用于計(jì)算機(jī)中，該計(jì)算機(jī)與安裝在嬰兒床上的手機(jī)可 進(jìn)行通訊連接，該手機(jī)包括攝像頭與加速度傳感器，該方法包括如下步驟設(shè)置第一閥值以 判斷所述嬰兒床是否產(chǎn)生晃動及第二閥值以判斷嬰兒是否處于清醒狀態(tài)；設(shè)置開啟指令與 通訊指令，并設(shè)置電話號碼；獲取所述加速度傳感器感應(yīng)的加速度；在所獲取的加速度大 于所設(shè)置的第一閥值時發(fā)送開啟指令使所述攝像頭開啟并拍攝；從所述手機(jī)獲取拍攝的影 像；從所獲取的影像中識別出臉部區(qū)域，并從識別的臉部區(qū)域中計(jì)算出眼睛區(qū)域；計(jì)算所 述眼睛區(qū)域的高度和長度之間的比值，比較所述比值和第二閥值，并根據(jù)比較結(jié)果判斷嬰 兒是否處于清醒狀態(tài)；及在確認(rèn)嬰兒處于清醒狀態(tài)時，發(fā)送通訊指令以令所述手機(jī)根據(jù)設(shè) 置的電話號碼自動撥號。
相較于現(xiàn)有技術(shù)，所述的嬰兒睡眠監(jiān)控系統(tǒng)及方法，可對嬰兒的睡眠狀況進(jìn)行監(jiān) 控，并在判斷嬰兒已處于清醒狀態(tài)時迅速撥打預(yù)定電話以通知監(jiān)護(hù)人，從而幫助監(jiān)護(hù)人及 時掌握需照顧的嬰兒的睡眠狀況。


圖1是本發(fā)明嬰兒睡眠監(jiān)控系統(tǒng)的較佳實(shí)施方式的功能模塊圖。圖2是本發(fā)明嬰兒睡眠監(jiān)控系統(tǒng)的較佳實(shí)施方式的硬 件架構(gòu)示意圖。圖3-1、3_2是本發(fā)明嬰兒睡眠監(jiān)控方法的較佳實(shí)施方式的流程圖。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，是本發(fā)明嬰兒睡眠監(jiān)控系統(tǒng)的較佳實(shí)施方式的功能模塊圖。本發(fā)明 嬰兒睡眠監(jiān)控系統(tǒng)(下文簡稱為“監(jiān)控系統(tǒng)”)10運(yùn)行于計(jì)算機(jī)1中，用于識別嬰兒處于睡 眠狀態(tài)還是清醒狀態(tài)，并在識別出嬰兒處于清醒狀態(tài)時迅速撥打預(yù)設(shè)電話號碼，以提醒監(jiān) 護(hù)人盡快照看嬰兒。所述的計(jì)算機(jī)1還包括處理器12與存儲裝置14。所述的處理器12用于執(zhí)行所述 計(jì)算機(jī)ι內(nèi)安裝的各類軟件。所述的存儲裝置14用于存儲各類數(shù)據(jù)，包括利用所述監(jiān)控系 統(tǒng)10設(shè)置的數(shù)據(jù)、獲取的數(shù)據(jù)、分析的數(shù)據(jù)等。所述計(jì)算機(jī)1與安裝在嬰兒床上的手機(jī)3相連接，參照圖2所示，該手機(jī)3可安裝 于嬰兒床上方一個可活動的擋板的凹槽處，以便拍攝嬰兒臉部影像，在其他實(shí)施方式中，該 手機(jī)3也可安裝于其他便于拍攝的地方，從而可不需要該活動擋板。所述計(jì)算機(jī)1與手機(jī) 3的連接可通過通用串行總線(USB，Universal Serial Bus)進(jìn)行連接，也可通過藍(lán)牙等進(jìn) 行無線通訊連接，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)/指令的交換。所述手機(jī)3包括加速度傳感器30、處理器32及攝像頭34。所述的加速度傳感器 30用于采集與所述嬰兒床的晃動幅度相關(guān)的加速度，該加速度傳感器30可以是雙軸加速 度傳感器，用于測量X軸、Y軸上所感應(yīng)的加速度，還可以是三軸加速度傳感器，可進(jìn)一步測 量Z軸上所感應(yīng)的加速度。所述的處理器32用于處理所述手機(jī)3內(nèi)的各類軟件，以及從所述計(jì)算機(jī)1接收的 指令等數(shù)據(jù)。所述的攝像頭34用于拍攝影像。所述的監(jiān)控系統(tǒng)10包括設(shè)置模塊100、獲取模塊120、開啟模塊140、識別模塊 160、分析模塊180及命令模塊190。所述的設(shè)置模塊100用于設(shè)置第一閥值與第二閥值，該第一閥值用以與所述加速 度傳感器30所采集的加速度進(jìn)行比對以判斷所述嬰兒床是否產(chǎn)生晃動，該第二閥值用以 與后續(xù)計(jì)算的比值(在下文詳細(xì)介紹)進(jìn)行比較以判斷嬰兒是否處于清醒狀態(tài)。所述的設(shè)置模塊100還用于設(shè)置多個指令以實(shí)現(xiàn)對所述手機(jī)3的控制，包括用于 開啟所述攝像頭34的開啟指令以及用于命令所述手機(jī)撥打電話的通訊指令，并預(yù)先設(shè)置 電話號碼以供所述手機(jī)3在接收到所述通訊指令時撥打。所述的設(shè)置模塊100進(jìn)一步用于設(shè)置所述加速度傳感器30的靈敏度。所述的獲取模塊120用于在所述監(jiān)控系統(tǒng)10運(yùn)行后獲取所述加速度傳感器30感 應(yīng)的加速度。
所述的開啟模塊140用于判斷所獲取的加速度是否大于所設(shè)置的第一閥值從而 根據(jù)嬰兒床的晃動判斷嬰兒是否已經(jīng)從睡眠狀態(tài)清醒過來，并在所獲取的加速度大于第一 閥值時發(fā)送開啟指令至所述手機(jī)3，所述手機(jī)3的處理器32處理該開啟指令使所述攝像頭 34開啟并拍攝影像。所述的獲取模塊120還用于從所述手機(jī)3獲取拍攝的影像。所述的識別模塊160用于在獲取的影像中識別出臉部區(qū)域。具體而言，首先，識別 模塊160利用膚色理論，根據(jù)臉部膚色范圍，將臉部定位出來。所述臉部膚色范圍的判斷公 式如下
1; if[Cr(x; y) e Skin ] η [Cb (χ, y) e Skin h ]Skin , (xfy)=。r。
color{^otherwise如果Skin。。lOT(X，y)為1，則表示其被分類為臉部膚色部分并設(shè)定為白色，否則，則被分類為非臉部膚色部分并設(shè)定為黑色。將臉部定位出來后，所述的識別模塊160計(jì)算所 述臉部的最大包圍集，確定所述臉部區(qū)域，即將所述臉部區(qū)域限定在一個矩形中，所述臉部 區(qū)域的范圍將作為臉部特征點(diǎn)取樣的依據(jù)。所述的識別模塊160還用于從識別的臉部區(qū)域中計(jì)算出眼睛區(qū)域。具體而言，首 先，定位出眼睛的區(qū)域，利用Sobel算法對所述眼睛區(qū)域的邊緣進(jìn)行增強(qiáng)、加黑處理，獲得 增強(qiáng)處理后的眼睛影像；對所述增強(qiáng)處理后的眼睛影像進(jìn)行二值化處理；對經(jīng)過二值化處 理后的眼睛影像的邊緣進(jìn)行像素點(diǎn)的取樣，獲取所述眼睛的取樣點(diǎn)；利用Snake算法，對所 述眼睛的取樣點(diǎn)進(jìn)行處理，獲取所述眼睛的輪廓；計(jì)算所述眼睛輪廓的最大包圍集，以確定 所述眼睛區(qū)域，即將所述眼睛區(qū)域限定在一個矩形中；確定該眼睛區(qū)域的高度(H)與長度 (W)。所述的分析模塊180用于計(jì)算所述眼睛區(qū)域的高度和長度之間的比值(H/W)，比 較所述比值和第二閥值，并根據(jù)比較結(jié)果判斷嬰兒是否處于清醒狀態(tài)。若所述比值大于第 二閥值，則判斷嬰兒處于清醒狀態(tài)；所述比值小于或等于第二閥值，則判斷嬰兒仍然處于睡 眠狀態(tài)。所述的命令模塊190用于在確認(rèn)嬰兒處于清醒狀態(tài)時，發(fā)送通訊指令至所述手機(jī) 3，所述手機(jī)3內(nèi)的處理器32執(zhí)行該通訊指令使所述手機(jī)3根據(jù)設(shè)置的電話號碼自動撥號。 此外，還可預(yù)先通過所述的設(shè)置模塊100設(shè)置自動以視頻通話的方式撥打所設(shè)置的電話號 碼，便于監(jiān)護(hù)人可迅速察看嬰兒的當(dāng)前狀態(tài)。此外，所設(shè)置的電話號碼的用戶也可主動撥打所述手機(jī)3，預(yù)先設(shè)置該手機(jī)3在接 到該電話號碼的來電后，進(jìn)入視頻通話模式，因此，用戶可通過手機(jī)3獲取的視頻察看嬰兒 當(dāng)前狀況。在其他實(shí)施方式中，為防止所述分析模塊180無法對所獲取的影像進(jìn)行識別，所 述設(shè)置模塊100可預(yù)先設(shè)置一個識別次數(shù)，并利用所述計(jì)算機(jī)1內(nèi)的計(jì)數(shù)器循環(huán)對后續(xù)獲 取的影像繼續(xù)進(jìn)行識別，若達(dá)到該識別次數(shù)后，仍然無法識別所有獲取的影像(例如，嬰兒 已經(jīng)醒過來并且移動到所述手機(jī)3無法拍攝到清晰影像的角度)，則所述的命令模塊190立 即發(fā)送通訊指令使所述手機(jī)3根據(jù)設(shè)置的電話號碼自動撥號。如圖31、32所示，是本發(fā)明嬰兒睡眠監(jiān)控方法的較佳實(shí)施方式的流程圖。首先，步驟S2，所述的設(shè)置模塊100設(shè)置第一閥值與第二閥值，該第一閥值用以判斷所述嬰兒床是 否產(chǎn)生晃動，該第二閥值用以判斷嬰兒是否處于清醒狀態(tài)。步驟S4，所述的設(shè)置模塊100設(shè)置用于開啟所述攝像頭34的開啟指令以及用于命 令所述手機(jī)撥打電話的通訊指令，并預(yù)先設(shè)置電話號碼以供所述手機(jī)3在接收到所述通訊 指令時撥打。步驟S6，所述的獲取模塊120用于在所述監(jiān)控系統(tǒng)10運(yùn)行后獲取所述加速度傳感 器30感應(yīng)的加速度。步驟S8，所述的開啟模塊140判斷所獲取的加速度是否大于所設(shè)置的第一閥值。 若所獲取的加速度大于所設(shè)置的第一閥值，則執(zhí)行步驟S10，否則，流程返回步驟S6。步驟S10，所述的開啟模塊140發(fā)送開啟指令至所述手機(jī)3，所述手機(jī)3的 處理器 32處理該開啟指令使所述攝像頭34開啟并拍攝影像。步驟S12，所述的獲取模塊120從所述手機(jī)3獲取拍攝的影像。步驟S14，所述的識別模塊160利用膚色理論在獲取的影像中識別出臉部區(qū)域，并 進(jìn)一步計(jì)算出眼睛區(qū)域。步驟S16，所述的分析模塊180計(jì)算所述眼睛區(qū)域的高度和長度之間的比值(H/ W)。步驟S18，所述的分析模塊180比較所述比值是否大于第二閥值，從而判斷嬰兒是 否處于清醒狀態(tài)。若所述比值大于第二閥值，判斷嬰兒處于清醒狀態(tài)，執(zhí)行步驟S20，否則， 判斷嬰兒仍然處于睡眠狀態(tài)，流程返回至步驟S12以繼續(xù)獲取下一個影像進(jìn)行分析。步驟S20，所述的命令模塊190發(fā)送通訊指令至所述手機(jī)3，所述手機(jī)3內(nèi)的處理 器32執(zhí)行該通訊指令使所述手機(jī)3根據(jù)設(shè)置的電話號碼自動撥號，然后結(jié)束本流程。以上實(shí)施方式僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照以上較佳實(shí)施方 式對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案 進(jìn)行修改或等同替換都不應(yīng)脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍。
權(quán)利要求
一種嬰兒睡眠監(jiān)控系統(tǒng)，應(yīng)用于計(jì)算機(jī)中，該計(jì)算機(jī)與安裝在嬰兒床上的手機(jī)可進(jìn)行通訊連接，該手機(jī)包括攝像頭與加速度傳感器，其特征在于，該系統(tǒng)包括設(shè)置模塊，用于設(shè)置第一閥值以判斷所述嬰兒床是否產(chǎn)生晃動及第二閥值以判斷嬰兒是否處于清醒狀態(tài)，設(shè)置開啟指令與通訊指令，并設(shè)置電話號碼；獲取模塊，用于獲取所述加速度傳感器感應(yīng)的加速度；開啟模塊，用于在所獲取的加速度大于所設(shè)置的第一閥值時發(fā)送開啟指令使所述攝像頭開啟并拍攝；識別模塊，用于將所述獲取模塊從所述手機(jī)獲取的影像中識別出臉部區(qū)域，并從識別的臉部區(qū)域中計(jì)算出眼睛區(qū)域；分析模塊，用于計(jì)算所述眼睛區(qū)域的高度和長度之間的比值，比較所述比值和第二閥值，并根據(jù)比較結(jié)果判斷嬰兒是否處于清醒狀態(tài)；及命令模塊，用于在確認(rèn)嬰兒處于清醒狀態(tài)時，發(fā)送通訊指令以令所述手機(jī)根據(jù)設(shè)置的電話號碼自動撥號。
2.如權(quán)利要求1所述的嬰兒睡眠監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述的設(shè)置模塊，還用于設(shè)置 所述加速度傳感器的靈敏度。
3.如權(quán)利要求1所述的嬰兒睡眠監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述識別模塊根據(jù)膚色理論 識別出所述臉部的區(qū)域，并根據(jù)Sobel算法和Snake算法計(jì)算出所述眼睛區(qū)域。
4.如權(quán)利要求1所述的嬰兒睡眠監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述的命令模塊還用于在所 述分析模塊無法對所獲取的影像進(jìn)行識別時，發(fā)送通訊指令使所述手機(jī)根據(jù)設(shè)置的電話號 碼自動撥號。
5.如權(quán)利要求1所述的嬰兒睡眠監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，若所述比值大于第二閥值，則 所述分析模塊判斷嬰兒處于清醒狀態(tài)，若所述比值小于或等于第二閥值，則所述分析模塊 判斷嬰兒仍然處于睡眠狀態(tài)。
6.一種嬰兒睡眠監(jiān)控方法，應(yīng)用于計(jì)算機(jī)中，該計(jì)算機(jī)與安裝在嬰兒床上的手機(jī)可進(jìn) 行通訊連接，該手機(jī)包括攝像頭與加速度傳感器，其特征在于，該方法包括如下步驟設(shè)置第一閥值以判斷所述嬰兒床是否產(chǎn)生晃動及第二閥值以判斷嬰兒是否處于清醒 狀態(tài)；設(shè)置開啟指令與通訊指令，并設(shè)置電話號碼； 獲取所述加速度傳感器感應(yīng)的加速度；在所獲取的加速度大于所設(shè)置的第一閥值時發(fā)送開啟指令使所述攝像頭開啟并拍攝；從所述手機(jī)獲取拍攝的影像；從所獲取的影像中識別出臉部區(qū)域，并從識別的臉部區(qū)域中計(jì)算出眼睛區(qū)域； 計(jì)算所述眼睛區(qū)域的高度和長度之間的比值，比較所述比值和第二閥值，并根據(jù)比較 結(jié)果判斷嬰兒是否處于清醒狀態(tài)；及在確認(rèn)嬰兒處于清醒狀態(tài)時，發(fā)送通訊指令以令所述手機(jī)根據(jù)設(shè)置的電話號碼自動撥號。
7.如權(quán)利要求6所述的嬰兒睡眠監(jiān)控方法，其特征在于，該方法還包括 設(shè)置所述加速度傳感器的靈敏度。
8.如權(quán)利要求6所述的嬰兒睡眠監(jiān)控方法，其特征在于，所述臉部區(qū)域是根據(jù)膚色理 論進(jìn)行識別，并且所述眼睛區(qū)域是根據(jù)Sobel算法和Snake算法進(jìn)行計(jì)算。
9.如權(quán)利要求6所述的嬰兒睡眠監(jiān)控方法，其特征在于，該方法還包括若無法對所獲取的影像進(jìn)行識別，發(fā)送通訊指令使所述手機(jī)根據(jù)設(shè)置的電話號碼自動 撥號。
10.如權(quán)利要求6所述的嬰兒睡眠監(jiān)控方法，其特征在于，該方法還包括 若所述比值大于第二閥值，則判斷嬰兒處于清醒狀態(tài)；或若所述比值小于或等于第二閥值，則判斷嬰兒仍然處于睡眠狀態(tài)。
全文摘要
一種嬰兒睡眠監(jiān)控系統(tǒng)，應(yīng)用于計(jì)算機(jī)中，該計(jì)算機(jī)與安裝在嬰兒床上的手機(jī)可進(jìn)行通訊連接，該手機(jī)包括攝像頭與加速度傳感器，該系統(tǒng)包括設(shè)置模塊、獲取模塊、開啟模塊、識別模塊、分析模塊及命令模塊，分別用于獲取所述加速度傳感器感應(yīng)的加速度，使所述攝像頭開啟并拍攝，從所述手機(jī)獲取影像以識別出臉部區(qū)域與眼睛區(qū)域，計(jì)算所述眼睛區(qū)域的高度和長度之間的比值，根據(jù)該比值判斷嬰兒是否處于清醒狀態(tài)，并及時發(fā)送通訊指令以令所述手機(jī)自動撥號。本發(fā)明還提供一種嬰兒睡眠監(jiān)控方法。利用本發(fā)明可監(jiān)控嬰兒的睡眠狀況。
文檔編號G05B19/048GK101876815SQ200910301928
公開日2010年11月3日 申請日期2009年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月28日
發(fā)明者佘達(dá)綸 申請人:深圳富泰宏精密工業(yè)有限公司;富士康科技股份有限公司