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長庚大學執行經濟部學界科專計畫成果 專利公告

2019-05-23 16:10經濟日報 楊連基

工學院資訊工程學系謝萬雲副教授。 楊連基/攝影
工學院資訊工程學系謝萬雲副教授。 楊連基/攝影
長庚大學研發的「跌倒偵測及通報系統」,包括接收模組、記憶模組、影像處理模組、資料庫模組、跌倒圖像組件、通報模組、人機介面模組及中央處理模組。此項技術是由工學院資訊工程學系謝萬雲副教授與黃如欽研究生共同發明(專利證號:I373011),並徵求技轉合作廠商。

謝萬雲副教授表示,跌倒偵測及通報系統是從接收模組所擷取到的跌倒圖像,經由影像處理模組進行影像處理,而後將已影像處理完成的待測圖資料取出,與資料庫模組內預存的數跌倒圖像組件以比對演算法進行比對,經過連續時間比對皆顯示差異度小於預設閥值,即判定年長者已經跌倒,透過通報模組將訊息傳給醫護端,通知醫護人員處理。藉此,當年長者在無人的場所時,此系統能自動偵測跌倒意外的發生,並及早以簡訊方式通報醫護人員進行後續醫護程序。

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跌倒對於老年族群而言是一個值得重視的臨床問題。老年族群跌倒的發生率遠高於年輕族群,除了肢體上的傷害,跌倒之後在生理、心理及社交生活上亦可能造成嚴重的後遺症。銀髮族跌倒意外發生時,若不能即時通報醫護人員處理,恐易造成肢體的功能退化甚至傷害。現有的跌倒偵測系統常需請年長者配戴繁複的感測儀器。而一般的監視器又只能做消極的錄影存證,並不能主動偵測並提供即時警訊通報功能。現有偵測跌倒的作法,是使用儀器感測的方式,此會造成年長者行動不便,且當年長者忘記配戴感測儀器,發生跌倒意外時,在此情況下就完全不適用。

所以,針對上述狀況所存在的問題點,如何開發一種更具理想實用性的創新結構,實是消費者所期待的, 也是相關業者須努力研發突破的目標及方向。有鑑於此,謝萬雲副教授與黃如欽研究生以多年從事相關產品的製造開發與設計經驗,針對上述的目標,詳加設計與審慎評估後,終於完成此項具實用性的發明。

「銀髮社區行動式保全及跌倒偵測系統」是由謝萬雲副教授與李怡樺專題生及洪曼庭專題生共同發明的專利技術(專利證號:I373012),包括:複數個攝影處理裝置、一個中央伺服器與複數個手持式設備。其中,各攝影處理裝置包括一台攝影機、一台嵌入式電腦與一組擴音設備,該擴音設備可進行通話廣播,該攝影機可儲存現場畫面,該嵌入式電腦可執行影像處理與跌倒樣型識別演算法;該手持式設備包括一選單、一窗格與一通話按鍵,該選單可供使用者點選欲瀏覽的攝影機頻道,再透過該窗格觀看現場畫面,該窗格中的畫面可隨時更新,使用者可透過該通話按鍵啟動該手持式設備與現場進行即時通話的動作,藉以有效率偵測與妥善處理跌倒意外的發生。

謝萬雲副教授表示,習用的保全監視系統多半是將影像畫面集中到遠端的警衛室,統一由專人監看,不僅造成人力過重的負荷,若此時發生意外狀況而警衛沒有即時在螢幕上發現的話,後果可能極其嚴重。再者,市面上常見的保全監視系統,是利用硬體擷取卡外接多台攝影機進行畫面監控,但僅具備影像傳送或簡單偵測異物入侵之功能,未能有物件識別之能力,以致於無法實現跌倒偵測相關之照護服務。習用的保全監視系統發現有意外狀況時,也沒有自動發送警告簡訊的功能。

另外,如果社區空間大,監視器的數目很多,利用中央監控系統來接收並處理所有攝影機的影像,亦可能導致保全監視系統不穩定且效能不佳。此外,先前具備跌倒偵測照護服務之保全監視系統多是請使用者佩帶加速器等微感測儀器於身上,再利用人活動的訊號進行辨識,易造成使用者行動不方便,且沒有現場畫面輔助容易造成誤判。由此可見,習用的保全監視系統仍存在諸多的問題,實有改良的必要。

「具多格影像處理能力之跌倒偵測照護系統」是謝萬雲副教授與黃如欽研究生共同發明的另一項專利技術(專利證號:I391881),此項發明是一種有關於跌倒偵測照護系統的技術領域,尤指一種運算更有效率的具多格影像處理能力的跌倒偵測照護系統。

此系統包括:複數台攝影機、一台多格影像處理伺服器與至少一組保全端警示裝置。其中,各攝影機是用以擷取影像串流資料;該多格影像處理伺服器可透過從各攝影機擷取來的該影像串流資料進行影像處理與跌倒樣型識別演算法來判別是否有跌倒意外發生,該多格影像串流運算為多執行緒與管線平行運算,可達多工處理而加速影像運算的功效者;當社區人員發生跌倒意外時,該多格影像處理伺服器可進行運算做出判斷,並發送警訊到該保全端警示裝置的該顯示螢幕上;該警衛收到警訊後,可進行即時救護與保全動作。

謝萬雲副教授表示,習用的跌倒偵測照護系統一般係請使用者佩帶加速器等微感測儀器於身上,再利用人活動的訊號進行辨識,易造成使用者攜帶不方便,且沒有現場畫面輔助容易造成誤判。其次,習用利用攝影機進行跌倒偵測照護的系統,多半以單一攝影機的影像處理為主,若直接擴充為多台攝影機,且未對多格影像串流設計加速計算演算法,則系統效能與影像品質將非常低落。再者,目前市面上常見的保全監視系統,是利用硬體擷取卡外接多台攝影機進行畫面監控,但僅有影像傳送,或簡單偵測異物入侵的功能,未能進行物件識別功能,以致無法應用於跌倒偵測照護相關之服務,習用的跌倒偵測照護系統仍存在諸多的限制與問題等,實有改良的必要。

長庚大學技術合作處電話(03)211-8800轉3201張小姐。

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