嬰兒監(jiān)測裝置的制造方法
【專利摘要】提供一種基于床(1)上的孩子的運動給予在孩子的睡眠行為上的洞察的嬰兒監(jiān)測系統(tǒng)(10)。嬰兒監(jiān)測系統(tǒng)(10)包括視頻照相機(11)、運動估計器(21)和處理器(22)以將觀察到的運動分類成事件。一組事件給予父母在孩子的睡眠行為上的洞察。
【專利說明】
嬰兒監(jiān)測裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]發(fā)明涉及嬰兒監(jiān)測裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]已經(jīng)認識到孩子的睡眠行為對于孩子的心理和身體發(fā)育是高度重要的。因此，存在有獲得關(guān)于孩子的睡眠行為的客觀數(shù)據(jù)的不斷增長的需要。不斷增長的需要不僅在醫(yī)學(xué)治療中感覺到，而且由父母在日常生活中感覺到。此外父母愿意獲取到在他們的孩子的睡眠節(jié)律上的洞察。不幸的是，在非醫(yī)學(xué)環(huán)境中不容易獲得有關(guān)客觀睡眠的數(shù)據(jù):當(dāng)孩子在床上時父母不總是能夠照管孩子，并且，如果能夠照管孩子，父母往往沒有充分地警覺以正確地跟蹤所觀察到的睡眠狀態(tài)、尤其是在夜晚期間沒有。
[0003]—般情況下父母發(fā)現(xiàn)難以確定他們的孩子已經(jīng)睡多久和他們的睡眠行為及發(fā)展如何。
[0004]US 2007/0156060 Al公開了一種用于自動監(jiān)測睡眠的設(shè)備，包括:用于記錄對象睡眠的直播圖像的視頻記錄儀，包括用于將所記錄的圖像實時發(fā)送至活動裝置的發(fā)送器；和與所述發(fā)送器通信的計算裝置，包括用于實時接收所發(fā)送的圖像的接收器、用于實時分析所接收到的圖像并且用于實時自動推斷關(guān)于對象的狀態(tài)的信息的處理器和用于實時顯示由所述處理器推斷的關(guān)于對象的狀態(tài)的信息的監(jiān)視器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]發(fā)明的目的是提供一種孩子的睡眠行為和睡眠發(fā)展的客觀代表。
[0006]根據(jù)本發(fā)明該目的被實現(xiàn)在于一種用于監(jiān)測嬰兒床中的嬰兒的嬰兒監(jiān)測裝置，包括:視頻照相機，被布置成提供用于檢測嬰兒的運動的序列的視頻信號;MPEG視頻編碼器，包括被布置成基于在壓縮期間由MPEG視頻編碼器在視頻信號上執(zhí)行的運動估計將運動的序列分類的運動估計器，用于將從運動傳感器接收到的運動的序列分類成小幅度運動、中間幅度運動和大幅度運動(分類運動)；和處理器，用于基于從運動估計器接收到的小、中間和大幅度運動的序列將事件分類。視頻照相機被布置成檢測孩子或嬰兒的活動。MPEG視頻編碼器包括運動估計器，其使用由視頻照相機檢測到的活動基于壓縮期間由MPEG視頻編碼器在視頻信號上執(zhí)行的運動估計將運動的序列分類，以將活動分類為小幅度運動、中間幅度運動或大幅度運動。運動估計器基于運動的幅度在數(shù)個分類運動中間進行區(qū)分。運動幅度可以在MPEG視頻編碼器中的運動估計器計算運動矢量時在視頻信號的壓縮期間容易地從MPEG視頻編碼器中提取。從這些運動矢量中僅運動幅度或分類運動需要被存儲用于本發(fā)明的目的，如正常情況下也由運動估計器在MPEG視頻編碼期間獲得的運動矢量的方向不需要存儲。由運動估計器分類的分類運動將隨后被給送至處理器用于將小、中間和大幅度運動的序列分類為事件。事件是孩子的睡眠行為的處理器的解釋。通過測量并分析孩子的活動，可以獲得關(guān)于孩子的睡眠行為的信息。
[0007]發(fā)明的有利實施例在于運動估計器可以將由嬰兒進行的呼吸分類為小幅度運動、將嬰兒的身體在嬰兒床內(nèi)的活動分類為中間幅度活動并且將嬰兒的身體進出嬰兒床的活動分類為大幅度運動。在小、中間和大運動上的分類給予父母在他們的孩子的睡眠行為上的洞察。胸部的活動、即呼吸可以被分類為小幅度運動。小幅度運動可以代表安靜睡眠，因為運動傳感器沒有檢測到身體活動。中間幅度運動可以代表活躍睡眠或警覺。警覺可以包括發(fā)聲。呼吸運動存在，但是被身體的活動掩蓋。大幅度運動可以代表父母將嬰兒從床上抱出來或者將嬰兒放到床上。小和中間幅度運動被大幅度運動掩蓋/推翻。為了清楚起見，如果沒有檢測到運動，那么運動估計器分類為不存在運動。
[0008]在優(yōu)選實施例中嬰兒監(jiān)測系統(tǒng)包括聲音傳感器并且處理器也基于從聲音傳感器接收到的聲音將事件分類。挨著運動傳感器的聲音傳感器使得系統(tǒng)能夠除了運動之外還監(jiān)測聲音。聲音傳感器將附加輸入提供至處理器。處理器結(jié)果基于從運動估計器接收到的小、中間和大幅度運動的序列并基于從聲音傳感器接收到的聲音將事件分類。包括僅運動傳感器的嬰兒監(jiān)測系統(tǒng)能夠在分類運動之間區(qū)分嬰兒在床上的行為，使得系統(tǒng)確定嬰兒是安靜地躺著還是在活動。處理器的雙輸入使得嬰兒監(jiān)測系統(tǒng)能夠在五個行為狀態(tài):安靜睡眠、活躍睡眠、安靜警覺、活躍警覺和啼哭之間進行區(qū)分。諸如聲音傳感器等的附加傳感器的存在因而使得系統(tǒng)能夠更可靠地監(jiān)測孩子的睡眠行為。
[0009]優(yōu)選地處理器被布置成使用其他生命體征的改變來確定事件。其他生命體征可以包括例如心率或體溫。由其他生命體征的輸入提供的附加信息提供了更可靠的嬰兒監(jiān)測系統(tǒng)。通過利用附加數(shù)據(jù)可以防止來自運動傳感器數(shù)據(jù)的不正確分析和/或錯誤警報。例如，當(dāng)運動傳感器未檢測到運動時，嬰兒或者在床上且沒有呼吸或者嬰兒不在床上。在第一情況中要求父母的立即響應(yīng)并且因此應(yīng)該警告父母，而在第二情況中不需要警告父母。來自諸如體溫等的生命體征的附加信息可以被用于確定是否應(yīng)該提供警報。當(dāng)沒有檢測到體溫或在環(huán)境范圍內(nèi)的溫度時，處理器可以被調(diào)整不提供警告，因為可能嬰兒沒在床上。然而如果溫度被測量處于正常體溫或較高或較低，但遠高于環(huán)境溫度，則處理器可以觸發(fā)警報。在該情況中孩子可能在床上、或者處于高溫中或者發(fā)燒了，并且沒有呼吸。通過將處理器布置成使用來自運動傳感器和來自生命體征傳感器的兩個數(shù)據(jù)，可以更精確地確定事件并且可以減少錯誤解釋的數(shù)量。
[0010]在優(yōu)選實施例中處理器被布置成將小幅度運動跟著是中間幅度運動跟著是小幅度運動的序列分類為嬰兒在床上且不安活動的事件。分類運動的順序指示出嬰兒安靜地躺著并且僅觀察到胸部的運動、跟著是嬰兒活動并再次是胸部的運動。嬰兒最有可能安靜地睡著或安靜地警覺、跟著是活躍睡眠或活躍警覺并且再次安靜地睡著或安靜地警覺。這為父母提供了嬰兒在床上并且睡眠不安的信息。
[0011]在另一優(yōu)選實施例中處理器被布置成將不存在運動跟著是大幅度運動跟著是小幅度運動或中間幅度運動的序列分類為嬰兒被放到床上事件。運動幅度的順序指示出首先沒有運動、跟著是大于嬰兒可做出的運動并且最終是指示出呼吸的胸部的運動。這為父母提供了嬰兒被放到床上并且他安靜地躺著、或者睡著或者警覺并且不需要立即關(guān)注的信息。
[0012]在進一步優(yōu)選的實施例中處理器被布置成將小幅度運動或中間幅度運動跟著是大幅度運動跟著是不存在運動的序列分類為嬰兒被從床上抱出事件。運動幅度的順序指示出嬰兒首先在床上安靜地躺著并且他開始用他的身體活動、諸如揮手或轉(zhuǎn)身。這之后嬰兒被從床上抱出來，因為大幅度運動指示出大于嬰兒可以自己做出的運動、諸如父母將嬰兒從床上抱出來。
[0013]在另一優(yōu)選實施例中處理器被布置成將小幅度運動的序列分類為嬰兒在床上事件。小運動幅度的序列指示出僅觀察到呼吸并且沒有觀察到較大的身體活動。處理器將該數(shù)據(jù)序列指示為嬰兒在床上并且安靜地睡著或醒著。這對于父母來說是令人欣慰的信息并且不要求警告父母。
[0014]在進一步優(yōu)選的實施例中處理器被布置成將中間幅度運動跟著是另一中間幅度運動的序列分類為嬰兒在床上醒著事件。代表著身體運動的中間幅度運動的連續(xù)順序是嬰兒在床上醒著的指示。這對于父母可以是去看看嬰兒的信號。
[0015]有利地處理器被布置成提供基于分類事件的序列的統(tǒng)計?；诜诸愡\動的序列的分類的分類事件可以僅次于實時數(shù)據(jù)代表被用于確定孩子在較長時段內(nèi)的睡眠行為。它可以例如用于確定嬰兒在白天或晚上睡眠多久、某些行為狀態(tài)進行多久或者預(yù)測最佳睡眠時間和喚醒嬰兒的時間。它還可以由其他看護者用于將孩子的數(shù)據(jù)與一組相同年齡的孩子進行比較。這在當(dāng)嬰兒被推定睡眠太少時或者當(dāng)嬰兒比預(yù)期的發(fā)育慢時是有益的。
[0016]在另一優(yōu)選實施例中處理器被布置成提供基于分類運動的序列的統(tǒng)計。如果嬰兒與同年齡的其他孩子相比太經(jīng)常地醒來或者如果嬰兒發(fā)育不是很好，則提供基于分類運動的統(tǒng)計是有幫助的。分類為中間幅度運動的太多或太長時間間隔和分類為小幅度運動的太少或太短時間間隔指示出嬰兒經(jīng)?；钴S地睡著或活躍地醒來并且不經(jīng)常安靜地睡眠。安靜睡眠或深度睡眠與關(guān)聯(lián)著學(xué)習(xí)的處理信息相關(guān)聯(lián)并因此對于健康發(fā)育是必要的。
[0017]在另一實施例中嬰兒監(jiān)測系統(tǒng)被布置成將事件記錄日志。事件的記錄日志將關(guān)于孩子的睡眠行為的信息提供給父母。記錄日志示出一段時間、例如24小時的周期期間的事件的序列。它給予父母關(guān)于嬰兒在該周期睡眠如何的客觀反饋。
【附圖說明】
[0018]發(fā)明的這些及其他方面將參照附圖進一步得以闡述并進行描述，其中
[0019]圖1圖示出根據(jù)發(fā)明的安排的示意圖，
[0020]圖2示出與運動矢量重疊的照片圖像，
[0021]圖3示出示例性地圖示出用于將事件分類的方法的實施例的流程圖，
[0022 ]圖4示出示例性地對于運動的幾個序列的圖表。
【具體實施方式】
[0023]圖1示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的嬰兒監(jiān)測系統(tǒng)10。系統(tǒng)10包括諸如視頻照相機等的運動傳感器11、運動估計器21和處理器22。嬰兒監(jiān)測系統(tǒng)10可以配備有用于記錄聲音的附加傳感器，聲音傳感器12和/或配備有用于檢測諸如心率或脈搏等的生命體征的附加傳感器，聲明體征傳感器13。嬰兒監(jiān)測系統(tǒng)還可以配備有數(shù)據(jù)存儲器24。本發(fā)明的功能可以被集成或嵌入記錄床I上的嬰兒的聲音和視頻并將其向父母實時提供的常見嬰兒監(jiān)測系統(tǒng)10中，或者可以被設(shè)置在適合本發(fā)明的睡眠行為的分析的嬰兒監(jiān)測系統(tǒng)10中。
[0024]嬰兒監(jiān)測系統(tǒng)10的目的是監(jiān)測床I上的孩子并且提供關(guān)于孩子的睡眠行為的信息。運動傳感器11被布置用于檢測床I上的嬰兒的圖像的序列。運動估計器21使用由運動傳感器11檢測到的圖像以從兩個相繼的圖像計算出運動幅度并將運動幅度/活動分類為小幅度運動、中間幅度運動或大幅度運動。如由運動估計器21分類的分類運動被給送至處理器22，用于將小、中間和大幅度運動的序列分類為事件。事件是孩子的睡眠行為的處理器22的解釋。通過測量并分析孩子的在床I上和進入與離開床I的活動，可以獲得關(guān)于孩子的睡眠行為的信息。
[0025]挨著運動傳感器11的聲音傳感器12使得系統(tǒng)能夠除了運動之外還監(jiān)測聲音。聲音傳感器12將附加輸入提供至處理器22。處理器22結(jié)果基于從運動估計器接收到的小、中間和大幅度運動的序列并基于從聲音傳感器接收到的聲音將事件分類。
[0026]生命體征傳感器13的應(yīng)用提供了用于更可靠的嬰兒監(jiān)測系統(tǒng)的附加信息。生命體征傳感器13可以是單獨的傳感器，但是生命體征也可以由運動傳感器11監(jiān)測。通過利用附加數(shù)據(jù)可以防止來自運動傳感器的數(shù)據(jù)的不正確分析和/或錯誤警報。
[0027]處理器22包括用于將實時的或存儲的數(shù)據(jù)通信至接收單元(未示出)的天線23。接收單元(未示出)一般位于嬰兒的房間(未示出)外面、例如父母單元或智能電話中，使得房間外面的人、例如孩子的父母可以照看孩子。處理器22將分類運動和分類事件傳輸至數(shù)據(jù)存儲器24以創(chuàng)建分類運動的歷史的日志。對于各時間段，在該時間段期間檢測到的至少最大分類運動被存儲。
[0028]圖2示出與運動幅度/運動矢量重疊的照片。運動矢量通過運動估計器21使用常見MPEG視頻編碼技術(shù)計算出并且代表在時間的過程中的運動的視覺解釋。運動矢量越大，活動越大。運動幅度的計算是公知的視頻處理過程并且不會進一步在這里進行闡述。對于常規(guī)視頻處理，運動幅度和方向兩者是相關(guān)的，但是對于嬰兒監(jiān)測僅運動的幅度需要確定。
[0029]圖3示意性地示出用以分類事件的方法的流程圖。在步驟101中記錄床I上的嬰兒的圖像。步驟101由運動傳感器11執(zhí)行。
[0030]在步驟102中從兩個相繼的圖像計算出運動幅度。在該步驟中確定運動的大小和方向。運動幅度包括運動的大小。
[0031]在步驟103中將來自步驟102的運動幅度分類成分類運動。區(qū)分三個不同分類:小幅度運動、中間幅度運動和大幅度運動。運動估計器21將由嬰兒進行的呼吸分類為小幅度運動、將嬰兒的身體在嬰兒床內(nèi)的活動分類為中間活動，和將嬰兒的身體進出嬰兒床的活動分類為大幅度運動。在小、中間和大運動上的分類給予父母他們的孩子的睡眠行為上的洞察。胸部的活動、即呼吸被分類為小幅度運動。小幅度運動代表安靜的睡眠，因為運動傳感器沒有檢測到身體活動。中間幅度運動代表活躍睡眠或警覺。警覺可能包括發(fā)聲。呼吸運動存在，但是被身體的活動掩蓋。大幅度運動代表父母將嬰兒從床上抱出來或者將嬰兒放到床上。小和中間幅度運動被大幅度運動掩蓋/推翻。為了清楚起見，如果沒有檢測到運動，那么運動估計器分類為不存在運動。
[0032]運動幅度的序列的示例被示出在圖4中。運動幅度的序列使用用于運動分析的常見MPEG視頻編碼技術(shù)計算出。運動幅度的序列的示例被示出在圖4中。運動幅度的序列使用用于運動分析的常見MPEG視頻編碼技術(shù)計算出。MPEG視頻編碼器包括運動估計器，其被布置成基于壓縮期間由MPEG視頻編碼器在視頻信號上執(zhí)行的運動估計將運動的序列分類。運動幅度可以在當(dāng)MPEG視頻編碼器中的運動估計器計算運動矢量時在視頻信號的壓縮期間容易地從MPEG視頻編碼器中提取。從這些運動矢量中僅運動幅度或分類運動需要被存儲用于本發(fā)明的目的，如正常情況下也由運動估計器在MPEG視頻編碼期間獲得的運動矢量的方向不需要存儲。在水平軸上繪制出時間。將運動幅度繪制在豎直軸上。在測量期間運動幅度一般在-0.2與0.2之間。該運動幅度代表小運動幅度并且將由處理器22分類為小幅度運動。小幅度運動被評價為呼吸運動。在水平軸上的2000左右觀察到若干大運動幅度。這些大運動幅度將由處理器22分類為大幅度運動。大幅度運動將被評價為從床I里面到外面或者反之亦然的運動。其他運動幅度將被分類為中間幅度運動。中間幅度運動將被評價為嬰兒在床上的活動。取決于傳感器22的靈敏度設(shè)置，單一時間幀中間幅度運動可以忽略不計或者將被記錄日志在數(shù)據(jù)存儲器24中。處理器22會將這些相繼的分類運動的順序分類為嬰兒在床上事件、跟著是父母的干擾、跟著是嬰兒在床上事件。父母可能例如來到嬰兒的床I旁邊給嬰兒蓋上毯子或者將物體從嬰兒的臉上拿走。
[0033]步驟102和103由運動估計器執(zhí)行。分類運動被輸入用于步驟105和用于步驟106。
[0034]分類運動被處理到步驟105。在步驟105中處理器22接收分類運動的序列并且隨后基于若干相繼的分類運動將事件分類。處理器22例如會將小幅度運動跟著是中間幅度運動、跟著是小幅度運動的序列分類為嬰兒在床上且不安活動的事件。分類運動的順序指示出嬰兒安靜地躺著并且僅觀察到胸部的運動、跟著是嬰兒活動并再次是胸部的運動。嬰兒最有可能安靜地睡著或安靜地警覺、跟著是活躍睡眠或活躍警覺并且再次安靜地睡著或安靜地警覺。這為父母提供了嬰兒在床上并且睡眠不安的信息。另一示例是不存在運動跟著是大幅度運動跟著是小幅度運動或中間幅度運動的序列并且將由處理器22分類為嬰兒被放到床上事件。運動幅度的順序指示出首先沒有運動、跟著是大于嬰兒可做出的運動并且最終是指示出呼吸的胸部的運動。這為父母提供了嬰兒被放到床上并且他安靜地躺著、或者睡著或者警覺并且不需要立即關(guān)注的信息。
[0035]步驟105可以接收來自步驟104的附加輸入。在步驟104中由聲音傳感器12在孩子附近記錄聲音并將其發(fā)給處理器22。在步驟105中處理器22基于從運動估計器22接收到的小、中間和大幅度運動的序列并基于從聲音傳感器12接收到的聲音將事件分類。包括僅運動傳感器11的嬰兒監(jiān)測系統(tǒng)10能夠在分類運動之間區(qū)分嬰兒在床I上的行為，使得系統(tǒng)10確定嬰兒是安靜地躺著還是活動著。處理器22的雙輸入使得嬰兒監(jiān)測系統(tǒng)10能夠在五個行為狀態(tài):安靜睡眠、活躍睡眠、安靜警覺、活躍警覺和啼哭之間進行區(qū)分。諸如聲音傳感器12等的附加傳感器的存在因而使得系統(tǒng)能夠更可靠地監(jiān)測孩子的睡眠行為。分類事件將發(fā)給數(shù)據(jù)存儲器24。
[0036]數(shù)據(jù)、來自步驟105的分類事件和來自步驟103的分類運動將在步驟106中被存儲在數(shù)據(jù)存儲器24中。分類運動可用于基于分類運動的序列將事件分類。分類運動和分類事件可用于給予父母在床I上的孩子的睡眠行為上的洞察。它為父母提供了關(guān)于嬰兒睡眠如何的客觀反饋。代替存儲分類運動，可以存儲運動幅度的序列，即代替代表在各時間段期間遇到的平均或最大運動幅度的分類運動的序列，存儲測得的運動幅度。
【主權(quán)項】
1.一種用于監(jiān)測嬰兒床中的嬰兒的嬰兒監(jiān)測裝置(10)，包括: -視頻照相機(11)，被布置成提供用于檢測所述嬰兒的運動的序列的視頻信號， -運動估計器(21)，用于將從運動傳感器接收到的所述運動的序列分類， -處理器(22)，用于基于從所述運動估計器接收到的小、中間和大幅度運動的序列將事件分類， 其特征在于，所述嬰兒監(jiān)測裝置包括包含所述運動估計器的MPEG視頻編碼器，并且其中所述運動估計器被布置成:基于壓縮期間由所述MPEG視頻編碼器在所述視頻信號上執(zhí)行的運動估計，將從所述運動傳感器接收到的所述運動的序列分類成小幅度運動、中間幅度運動和大幅度運動。2.如權(quán)利要求1所述的嬰兒監(jiān)測裝置，其中運動估計器將所述嬰兒進行的呼吸分類為小幅度運動、將所述嬰兒的身體在所述嬰兒床內(nèi)的活動分類為中間幅度運動并且將所述嬰兒的身體進出所述嬰兒床的活動分類為大幅度運動。3.如權(quán)利要求2所述的嬰兒監(jiān)測裝置，其中所述嬰兒監(jiān)測系統(tǒng)包括聲音傳感器(12)并且其中所述處理器基于從所述聲音傳感器接收到的聲音并基于從所述運動估計器接收到的小、中間和大幅度運動的序列將事件分類。4.如權(quán)利要求2所述的嬰兒監(jiān)測裝置，其中所述處理器被布置成使用其他生命體征的改變來確定所述事件。5.如權(quán)利要求1、2或3所述的嬰兒監(jiān)測裝置，其中所述處理器被布置成將小幅度運動跟著是中間幅度運動跟著是小幅度運動的序列分類為嬰兒在床上且不安活動的事件。6.如權(quán)利要求1、2或3所述的嬰兒監(jiān)測裝置，其中所述處理器被布置成將不存在運動跟著是大幅度運動跟著是小幅度運動或中間幅度運動的序列分類為嬰兒被放到床上事件。7.如權(quán)利要求1、2或3所述的嬰兒監(jiān)測裝置，其中所述處理器被布置成將小幅度運動或中間幅度運動跟著是大幅度運動跟著是不存在運動的序列分類為嬰兒被從床上抱出事件。8.如權(quán)利要求1、2或3所述的嬰兒監(jiān)測裝置，其中所述處理器被布置成將小幅度運動和中間幅度運動的序列分類為嬰兒在床上事件。9.如權(quán)利要求1、2或3所述的嬰兒監(jiān)測裝置，其中所述處理器被布置成將中間幅度運動跟著是另一中間幅度運動的序列分類為嬰兒在床上醒著事件。10.如前述權(quán)利要求中的任一個所述的嬰兒監(jiān)測裝置，其中所述處理器被布置成提供基于分類的事件的序列的統(tǒng)計。11.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一個所述的嬰兒監(jiān)測裝置，其中所述處理器被布置成提供基于分類的運動的序列的統(tǒng)計。12.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一個所述的嬰兒監(jiān)測裝置，其中所述處理器被布置成將事件記錄日志。
【文檔編號】A61B5/11GK106028915SQ201480075897
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2014年12月17日
【發(fā)明人】A·海恩里奇, K·C·范布雷, V·珍妮
【申請人】皇家飛利浦有限公司