AI行為識別分析技術(shù)在智慧養老行業(yè)的應用

根據國家統計局的數據，2017年末中國60歲及以上老年人口為2.41億，占全國總人口的17.3%，世界衛生組織也預測，到2050年，中國將有35%的人口超過(guò)60歲。隨著(zhù)老齡化人口比例的增多，心腦血管疾病、高血壓以及糖尿病等慢性疾病的發(fā)病率也會(huì )增加，對醫療資源的依賴(lài)和消耗也會(huì )隨之增加。而《智慧養老藍皮書(shū)：中國智能養老產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告（2018）》也指出，到“十三五”末，全國60歲以上老年人口將增加到2.55億人左右。因為持續增加的人口總量，傳統健康養老方式和資源配置手段面臨巨大挑戰，加快虛擬現實(shí)、大數據、人工智能等新技術(shù)在智慧養老領(lǐng)域融合應用十分必要。

2020年 4月27日，由上海市民政局聯(lián)合市經(jīng)信委梳理形成的首批12個(gè)智慧養老應用場(chǎng)景需求正式對外發(fā)布。

12個(gè)應用場(chǎng)景需求主要有四類(lèi)：

【安全防護類(lèi)】共6個(gè)，包括老年人防跌倒場(chǎng)景、老年人緊急救援場(chǎng)景、認知障礙老人防走失場(chǎng)景、機構出入管控場(chǎng)景、機構智能查房場(chǎng)景、機構智能視頻監控場(chǎng)景等。

【照護服務(wù)類(lèi)】共2個(gè)，包括老年人臥床護理場(chǎng)景、家庭照護床位遠程支持場(chǎng)景等。

【健康服務(wù)類(lèi)】共2個(gè)，包括老年慢性病用藥場(chǎng)景、機構無(wú)接觸式智能消毒場(chǎng)景。

【情感關(guān)愛(ài)類(lèi)】共2個(gè)，包括老年人智能語(yǔ)音交流互動(dòng)場(chǎng)景、老年人智能相伴場(chǎng)景。

現就安全防護類(lèi)智能視頻監控場(chǎng)景在養老行業(yè)應用作詳細描述

一、現狀及需求分析：缺乏提前預警機制

傳統的視頻監控模式，在大多時(shí)候只能用于事后取證，無(wú)法起到預防、預警的作用。由于是將人類(lèi)作為監控者自身，從而在監控能力上存在很多局限，這些限制因素使視頻監控系統或多或少的存在報警度差、誤報和漏報現象多、報警響應時(shí)間長(cháng)、錄像數據分析困難等缺陷，進(jìn)而導致整個(gè)系統安全性和實(shí)用性的降低，因此無(wú)法滿(mǎn)足養老安防這類(lèi)場(chǎng)所。

微視圖靈團隊經(jīng)過(guò)多年研發(fā)，開(kāi)發(fā)了智能視頻監控技術(shù)，實(shí)現了監控方式由被動(dòng)到主動(dòng)的轉變，能夠實(shí)現全天候不間斷地對視頻進(jìn)行檢測，自動(dòng)發(fā)現監控畫(huà)面中的異常情況，從而能夠更加有效的協(xié)助安全人員處理危機，并且大限度的降低誤報和漏報現象，能夠滿(mǎn)足養老安防系統對于安全的要求。

二、AI行為識別分析技術(shù)（智能監控/行為監控）

1. 概述： AI行為識別分析技術(shù)，是一款基于A(yíng)I神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )的深度學(xué)習算法，通過(guò)實(shí)時(shí)分析視頻流，從視頻流中勾勒出人體骨架結構，根據人的姿態(tài)特征和肢體運動(dòng)軌跡，計算出各種人的異常動(dòng)作行為，然后通過(guò)活體算法、動(dòng)作序列計算等二次判斷目標是人，確認無(wú)誤后立即調用同步視頻流彈屏預警，并同步調用事件前后的視頻流，通過(guò)人臉識別算法、人體識別算法等技術(shù)，提取出整段視頻中最清晰的一張人臉兼人體圖，人臉圖用于比對身份，人體圖用于提取特征，分析出觸發(fā)預警的當事人身份或詳細信息。

2. 涉及算法：AI神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )的深度學(xué)習算法、視頻結構化技術(shù)、人臉識別算法、人臉比對算法、人體識別算法、物體識別算法、活體算法、3D畫(huà)面矯正算法、移動(dòng)偵測算法、圖像比對算法、物體軌跡算法、人體跟蹤算法。

3. 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )算法示意圖：

系統在觸發(fā)預警后，會(huì )自動(dòng)存儲事件的相關(guān)信息，包括事件截圖、事件錄像、抓拍截圖等基礎信息，并通過(guò)對這些基礎信息的統計和分析，提供風(fēng)險指數、防控能力、應急處置等指標供用戶(hù)參考。

4. AI行為識別技術(shù)在智慧養老中的應用：

（1）不慎倒地智能識別：當老人不慎跌倒在地上，全趟、趴地、半身坐地等均定義為不慎跌倒。在養老院內的任何場(chǎng)景，一旦老人摔倒，情況會(huì )特別緊急，及早發(fā)現問(wèn)題及早處理，能解決很多意外發(fā)生，自老人跌倒到系統檢測出來(lái)，3秒內能立即預警。

（2）緊急求救智能識別：當老人遇到緊急情況或別的老人看到身邊的老人發(fā)生異常狀況時(shí)，可對著(zhù)攝像機舉手求救，在沒(méi)有布設緊急求助按鈕的場(chǎng)景，需要人幫助也可以用求救動(dòng)作來(lái)尋求幫助。自舉起雙手到系統檢測出來(lái)，3秒內能立即預警。

（3）異常徘徊智能識別：當午休或其他特定時(shí)間段，有老人仍然在活動(dòng)區域徘徊不回來(lái)正常休息，超過(guò)一定時(shí)間則定義為異常徘徊。到了系統設定的時(shí)間點(diǎn)，能快速找到還沒(méi)有正常歸位的老人。自老人在徘徊規則啟動(dòng)后，在系統設定的預警時(shí)間內仍然未離開(kāi)的，則立即預警。

（4）超時(shí)滯留智能識別：當夜晚來(lái)臨到了入睡階段，有老人仍然在活動(dòng)區域滯留超過(guò)多長(cháng)時(shí)間則定義為超時(shí)滯留。跟徘徊的邏輯類(lèi)似，可設定的時(shí)間更長(cháng)，允許寬松的時(shí)間更充裕。自老人在滯留規則啟動(dòng)后，在系統設定的預警時(shí)間內仍然未離開(kāi)的，則立即預警。

（5）聚集圍觀(guān)智能識別：當老人聚集成堆超過(guò)一定數量的，系統則定義為聚眾圍觀(guān)，除了老人居室，用餐場(chǎng)景，或者平時(shí)活動(dòng)區較多人的場(chǎng)景，其他場(chǎng)景都可以設定，一旦還有聚集多人的場(chǎng)景，應立即引起重視，派人去查看是否有異常發(fā)生。當聚集人數超過(guò)系統設定的數量的，則會(huì )立即預警。

（6）特點(diǎn)區域闖入智能識別：當有人闖入特定區域時(shí)，則定義為非法闖入。周界闖入可定義為安防，樓梯間闖入則定義為關(guān)愛(ài)老人走樓梯時(shí)以防萬(wàn)一，關(guān)注其走樓梯的全過(guò)程或者提醒老人不要走樓梯，改走電梯，以防不測。自警戒區域有人闖入到系統預警，3秒內能觸發(fā)預警。

（7）危險攀爬智能識別：當圍墻或者建筑物外墻，或者危險樓梯護手等區域，有人攀爬，則立即預警。該動(dòng)作主要用于周界安防，可完全取代紅外報警系統。自動(dòng)作產(chǎn)生到系統預警3秒內，不含網(wǎng)絡(luò )延時(shí)的時(shí)間。

（8）夜間離床智能識別：當夜晚老人在睡覺(jué)時(shí)間段，突然起身去上廁所，則定義為夜間離床。整個(gè)過(guò)程，都會(huì )被服務(wù)人員關(guān)注，一旦不慎跌倒或出了其他意外時(shí)，可立即施救。

（9）入廁超時(shí)智能識別：當老人進(jìn)入廁所超過(guò)系統規定的時(shí)間未出來(lái)，則定義為入廁超時(shí)。（能看到廁所門(mén)口就可以了，無(wú)需看到廁所里面），當老人上廁所時(shí)間過(guò)長(cháng)時(shí)，擔心出意外，一旦有上廁所超時(shí)的情況，應立即關(guān)注并過(guò)問(wèn)，預防意外，部署在老人居室內，同時(shí)檢測老人夜間起身、跌倒在地、求救等，需要考慮涉嫌隱私問(wèn)題等。建議高度癱瘓老人房間或年齡較大的老人房間才安裝。自入廁時(shí)間超過(guò)系統規定的時(shí)間則立即預警。

（10）尾隨跟蹤智能識別：當老人在出入口出門(mén)，后面有人跟隨時(shí)，則定義為尾隨事件。癡呆區的老人可能會(huì )隨著(zhù)護工開(kāi)門(mén)出去而跟在后面尾隨，或者老人從大門(mén)口尾隨別人出去等。自尾隨區域有人跟隨情況下立即預警。

（11）久坐不動(dòng)智能識別：當有老人在室外休息坐在椅子上維持同一個(gè)動(dòng)作不動(dòng)，超過(guò)一定時(shí)間，則定義為久坐不動(dòng)。當老人在室外久坐不動(dòng)超過(guò)一定時(shí)間，擔心出意外，這種情況可以關(guān)注，以防萬(wàn)一。自老人久坐不動(dòng)達到系統設定的時(shí)間后立即預警。

（12）值班睡崗智能識別：攝像機檢測到值班人員超過(guò)系統設定的時(shí)間未活動(dòng)或者活動(dòng)頻率極低，則判斷為睡崗。夜晚值班睡覺(jué)，失去了崗位值守的意義，一旦值班人員值班睡覺(jué)，需要及時(shí)提醒。自值班人員一直未活動(dòng)超過(guò)系統設定的時(shí)間，則立即預警。

（13）值班缺崗智能識別：應該要有人值班的場(chǎng)景，長(cháng)時(shí)間沒(méi)有人在崗值班，則定義為缺崗。這個(gè)動(dòng)作除了正常崗位的缺崗以外，某些場(chǎng)景可以不用一直值守，定期去值班巡邏看看的情況下，可以用缺崗檢測。自崗位人員離開(kāi)開(kāi)始，達到系統設定時(shí)間則立即預警。

三、AI行為識別分析技術(shù)應用優(yōu)勢

本方案根據養老機構實(shí)際需求進(jìn)行設計，具有以下特點(diǎn)：

【預警功能】主動(dòng)對視頻信息進(jìn)行智能分析，在危險行為發(fā)生之前自動(dòng)識別，并完成預警。

【監控功能】7×24全天候視頻自動(dòng)智能分析，無(wú)需值班人員監視監視器，只在發(fā)生預警情況下通過(guò)聲音報警及語(yǔ)音提示值班人員完成預警處理。同時(shí)還可以通過(guò)微信公眾號報警。

【智能分析】對視頻監控中的畫(huà)面進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，識別可疑行為，并產(chǎn)生報警事件記錄，事后按照事件進(jìn)行檢索查詢(xún)方便快捷。

【易管理】在監控中心通過(guò)中心管理平臺軟件可實(shí)現監控系統的統一調度和集中控制管理，可方便地在遠端實(shí)現對前端智能設備的控制和參數配置，及版本升級。還可以通過(guò)客戶(hù)端軟件監控。

【可利舊】智能視頻監控設備通過(guò)同一網(wǎng)絡(luò )攝像機進(jìn)行分析，因此無(wú)需對原有監控系統和前端設備進(jìn)行變動(dòng)，設備安裝簡(jiǎn)單、靈活。