[发明专利]用摄像机自动预测婴儿心理发育的方法

说明书

本发明涉及婴儿心理发育技术领域，涉及一种用摄像机自动预测婴儿心理发育的方法，包括：一、通过摄像机获得了婴儿的自发运动视频，从中获得了关节位置时间序列并进行预处理；二、推导选定关节的速度、加速度、角速度、角加速度运动学时间序列数据；三、从数据中获得两组运动学特征，一组包含反映婴儿个体关节运动模式的基本特征，另一组包含描述婴儿双侧对称性的新发展特征；四、婴儿生长一定时间后，使用贝利婴儿发育量表评估他们的心理发育状况；然后根据他们的评估评分将他们分为两组：发育正常和异常婴儿；最后，对两组运动学特征进行统计检验和分类器，以评估预测婴儿未来心理发育结果的能力。本发明能较佳地预测婴儿心理发育。

技术领域

本发明涉及婴儿心理发育技术领域，具体地说，涉及一种用摄像机自动预测婴儿心理发育的方法。

背景技术

人类是一种极其复杂的生物体，从胚胎阶段到胎儿阶段，再到婴儿期、儿童期、青春期、成年期和老年期，它都经历了巨大的变化。因此，人类的发育一般可以定义为生物体从概念到死亡的有序和顺序的变化，这是通过生物体内的生物编程和与环境相互作用的过程发生的。值得注意的是，尽管人类在生命的某些方面的发展几乎遵循相同的趋势，但个体差异仍然非常显著，特别是在婴儿期——即从出生到出生的第一年。因此，婴儿发育一直是一个热门的研究话题。

目前，现有研究有以下缺陷仍然存在：(1)只评估婴儿的发展状态，但临床医生实际上更关心他们未来的发展结果，因为这样，高危婴儿可以在生命早期发现干预促进其康复，因此这些初步研究对临床医生的帮助可能有限。(2)研究大多只集中于评估婴儿的运动功能。事实上，心理也是人类的基本功能，它在婴儿期的发展至关重要，对一个人有终身的影响。

发明内容

本发明的内容是提供一种用摄像机自动预测婴儿心理发育的方法，其能够克服现有技术的某种或某些缺陷。

根据本发明的一种用摄像机自动预测婴儿心理发育的方法，其包括以下步骤：

一、通过摄像机获得了婴儿的自发运动视频，从中获得了关节位置时间序列JPTS并进行了预处理；

二、推导选定关节的速度、加速度、角速度、角加速度运动学时间序列KTS数据；

三、从KTS数据中获得两组运动学特征，一组包含反映婴儿个体关节运动模式的基本特征，另一组包含描述婴儿双侧对称性BMS的新发展特征；

四、婴儿生长一定时间后，使用贝利婴儿发育量表评估他们的心理发育MD状况；然后根据他们的评估评分将他们分为两组：发育正常和异常婴儿；最后，对两组运动学特征进行统计检验和分类器，以评估预测婴儿未来MD结果的能力。

作为优选，步骤一中，获得了关节位置时间序列JPTS的方法为：使用视频标记工具Vatic对婴儿在每一帧中的关节位置进行标记，作为调整OpenPose模型的训练目标；然后，采用梯度下降算法，迭代更新OpenPose模型的原始权值，以获得婴儿关节位置测量的最优权值。

作为优选，步骤一中，数据预处理包括以下步骤：

步骤1、使用插值来补偿提取的数据中缺失的数据；

步骤2、使用滑动窗口拦截每个数据序列，直到遍历整个时间序列；然后，依次提取每个滑动窗口中的中值，形成一个新的JPTS；

步骤3、采用截止频率为10Hz的四阶巴特沃斯低通滤波器来平滑步骤2中的JPTS数据；

步骤4、计算婴儿在每个视频帧中的躯干长度：