[发明专利]一种非接触式口呼吸检测装置、方法及存储介质

权利要求书

1.一种非接触式口呼吸检测装置，其特征在于，包括：

热成像仪模块，所述热成像仪模块用于非接触式采集待测目标脸部不同位置温度并生成红外热像图序列；

舵机模块，所述舵机模块用于接收处理器的脉冲信号，根据脉冲信号调节所述热成像仪模块的采集方向；

处理器，所述处理器包括人脸识别模块、脸部特征点识别模块和信号处理模块；

所述人脸识别模块用于接收热成像仪模块的红外热像图序列并定位出待测人脸在红外热像图中的位置，若待测人脸偏离预设的检测区域，则所述处理器发送脉冲信号给舵机模块以控制舵机模块调整采集方向使待测人脸位于检测区域内，当检测区域内的待测人脸能被热成像仪模块完整捕捉时，人脸识别模块将识别出的人脸红外热像图裁剪出来发送至脸部特征点识别模块；

所述脸部特征点识别模块用于从人脸红外热像图中定位出鼻孔和嘴部两个感兴趣区域，并将鼻孔和嘴部两个感兴趣区域的平均温度发送到信号处理模块；

所述信号处理模块用于提供一个缓冲区来储存鼻孔和嘴部的平均温度数据和对应的时间戳，当平均温度数据数量达到预设量时，所述信号处理模块提取出鼻孔和嘴部的温度数据时间序列，并根据提取出的鼻孔和嘴部的温度数据时间序列判断待测目标是否进行口呼吸以及口呼吸强度，生成呼吸报告。

2.根据权利要求1所述的一种非接触式口呼吸检测装置，其特征在于，所述装置还设有传输模块，所述传输模块与移动终端连接，所述移动终端用于控制所述装置的启停和获取呼吸报告。

3.根据权利要求1所述的一种非接触式口呼吸检测装置，其特征在于，所述呼吸报告中记录的内容至少包括待测目标的呼吸状态是口呼吸、鼻呼吸、口呼吸和鼻呼吸并存，以及口呼吸、鼻呼吸、口呼吸和鼻呼吸并存分别对应的时间以及强度。

4.根据权利要求1所述的一种非接触式口呼吸检测装置，其特征在于，所述人脸识别模块是基于用于图像语义分割的全连接卷积神经网络实现人脸识别，所述人脸识别模块用一个预先训练好的红外热像图人脸分割模型，对输入的红外热像图进行预测，输出一个像素级别的分类图，把原图中的每个像素分为脸部区域或非脸部区域。

5.根据权利要求1所述的一种非接触式口呼吸检测装置，其特征在于，所述脸部特征点识别模块是基于主动表观模型实现脸部特征点识别，所述脸部特征点识别模块用一个预先训练好的红外热像图脸部特征点标注模型，对人脸识别模块输出的人脸红外热像图进行标注，输出鼻孔和嘴部的位置和平均温度值。

6.根据权利要求1所述的一种非接触式口呼吸检测装置，其特征在于，所述信号处理模块以鼻孔和嘴部两个区域的平均温度值作为输入，在缓冲区记录输入的鼻孔和嘴部两个区域的平均温度数据和对应的时间戳，当缓冲区积累的数据量达到预设数据量时，所述信号处理模块对鼻孔和嘴部的温度数值时间序列进行平滑、滤波和频域分析的处理，并通过比较和衡量鼻孔和嘴部的呼吸信号，生成口呼吸强度估计，从而生成用户的呼吸报告。

7.一种非接触式口呼吸检测方法，其特征在于，应用于权利要求1-5任一所述的装置，所述方法包括：

使用热成像仪模块进行非接触式采集待测目标脸部不同位置温度并生成红外热像图序列；

使用舵机模块接收处理器的脉冲信号，根据脉冲信号调节所述热成像仪模块的采集方向；

使用处理器接收热成像仪模块的红外热像图序列并定位出待测人脸在红外热像图中的位置，若待测人脸偏离预设的检测区域，则所述处理器发送脉冲信号给舵机模块以控制舵机模块调整采集方向使待测人脸位于检测区域内，裁剪出检测区域内的人脸红外热像图，从人脸红外热像图中定位出鼻孔和嘴部两个感兴趣区域，记录鼻孔和嘴部两个感兴趣区域的平均温度数据和对应的时间戳，当平均温度数据的数量达到预设量时，提取出鼻孔和嘴部的温度数据时间序列，根据提取出的鼻孔和嘴部的温度数据时间序列判断待测目标是否进行口呼吸以及口呼吸强度，生成呼吸报告。

8.根据权利要求7所述的一种非接触式口呼吸检测方法，其特征在于，所述方法还包括所述装置与移动终端连接，所述移动终端用于控制所述装置的启停和获取呼吸报告。

9.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质存储计算机程序，所述计算机程序使处理器执行如权利要求7或8所述的非接触式口呼吸检测方法。