本发明涉及婴幼儿睡眠看护，尤其涉及一种非接触式婴幼儿呼吸监测方法、装置、设备及存储介质。
背景技术：
1、婴幼儿是一群生理较为脆弱的个体，容易受到呼吸系统问题的影响，通过监测睡眠状态下的呼吸频率，及早发现呼吸异常，如呼吸暂停、低通气，有助于及时干预和治疗；sids是指在婴儿睡眠时发生的突然不明原因的死亡，而呼吸问题是sids的一个潜在因素，通过监测婴幼儿睡眠状态下的呼吸频率，及时发现异常情况，降低sids的发生风险；同时，部分婴幼儿可能患有种呼吸系统疾病，如哮喘、呼吸窘迫综合症等，通过监测睡眠状态下的呼吸频率，可以监测疾病的进展和治疗效果，指导医疗团队做出适当的治疗决策；其次，呼吸频率是评估儿童睡眠质量的一个重要指标，正常的呼吸频率有助于维持良好的睡眠氛围，促进婴幼儿的生长发育和神经系统发育。总体而言，监测婴幼儿睡眠状态下呼吸频率的重要性在于及早发现呼吸异常，预防潜在的风险，提高婴幼儿的健康水平，为家庭和医疗团队提供有效的辅助工具。
2、现实生活中，存在一些接触式监测婴幼儿呼吸频率的方法，尽管在一定程度上能够提供准确的生理参数，但也存在一些潜在的坏处和限制：接触式传感器通常需要与婴幼儿的身体直接接触，例如通过胶贴或绑带，这种直接接触可能引起婴幼儿的不适，干扰其正常的睡眠状态，甚至可能导致他们易醒或哭闹；使用粘贴或绑带的接触式传感器可能引起对婴儿皮肤的刺激，甚至可能导致过敏反应，对于一些婴幼儿来说，尤其是对皮肤较为敏感的个体，这可能是一个问题；接触式传感器需要准确放置在婴儿身体的特定位置以确保有效的信号获取，然而，婴儿在睡觉时可能会改变体位，这可能导致传感器位置的偏移，降低监测的准确性；使用接触式传感器需要经常更换贴片或清洁传感器，以确保其正常工作和防止感染。这增加了家长的工作负担，并可能引入新的卫生风险；使用绑带或固定式传感器可能限制婴儿在床上或床外的自由度。这可能影响他们的活动，对于发育阶段的婴儿来说，自由运动是重要的。综上所述，尽管接触式传感器在某些方面能够提供准确的生理监测数据，但其局限性包括干扰睡眠、可能引起不适、皮肤刺激和过敏风险、位置限制等，这些问题可能影响监测的可接受性和实用性，因此，研究人员和工程师正在努力寻找更为舒适的非接触式婴幼儿呼吸频率监测方法，以提高监测的便捷性和婴儿的舒适度。
3、现有中国专利cn116636832a公开了一种基于视频信号的呼吸率监测方法，包括：采集人体呼吸视频,对呼吸视频进行预处理后进行人脸识别，并根据人体头身比初步提取胸部区域;对提取的胸部区域进行建模,进一步精确提取呼吸区域;对提取的呼吸区域进行滤波处理并提取呼吸区域像素点的呼吸运动方向特征;根据呼吸运动方向特征提取对呼吸区域图像进行多尺度空间分解，提取呼吸相位信息:对提取得到的呼吸相位信息进行滤波处理，并进行波峰监测估计呼吸率。上述方案依赖于人脸识别技术，限制了其适用性，例如在无法获得清晰婴幼儿脸部图像的情况下，同时由于婴幼儿生理特征和呼吸模式的差异，算法的性能在婴幼儿和非婴幼儿之间有所波动，上述方案并不适用于婴幼儿的呼吸监测。
4、为此，如何非接触式地对婴幼儿呼吸频率进行监测，提高监测的便捷性和婴儿的舒适度是亟待解决的问题。
技术实现思路
1、有鉴于此，本发明提供了一种非接触式婴幼儿呼吸监测方法、装置、设备及存储介质，用以解决现有技术中无法非接触式地对婴幼儿呼吸频率进行监测的问题。
2、本发明采用的技术方案是：
3、第一方面，本发明提供了一种非接触式婴幼儿呼吸监测方法，所述方法包括：
4、s1：获取婴幼儿睡眠场景下的实时红外视频数据，将所述实时红外视频数据分解为多帧实时图像；
5、s2：对所述实时图像进行睡眠状态监测，识别出婴幼儿已进入睡眠状态的第一目标图像；
6、s3：对所述第一目标图像进行图像增强处理，输出呼吸运动被增强后的第二目标图像；
7、s4：对所述第二目标图像进行特征提取，识别所述第二目标图像中与婴幼儿呼吸相关的目标区域；
8、s5：依据最大似然准则，对所述目标区域进行处理，确定婴幼儿呼吸信息。
9、优选地，所述s2包括：
10、s21：将所述实时图像输入预训练的目标检测模型中，获取婴幼儿头部位置；
11、s22：利用目标跟踪算法，对所述婴幼儿头部位置进行跟踪，输出婴幼儿头部跟踪框信息；
12、s23：依据所述婴幼儿头部跟踪框信息，识别婴幼儿已进入睡眠状态或未进入睡眠状态；
13、s24:若婴幼儿已进入睡眠状态，则获取所述第一目标图像。
14、优选地，所述s23包括：
15、s231：依据所述婴幼儿头部跟踪框信息，获取实时图像中跟踪框的中心位置信息；
16、s232：对跟踪框的中心位置信息进行求均值计算，输出平均位置信息；
17、s233：依据中心位置信息和平均位置信息，确定实时图像中婴幼儿头部运动状态；
18、s234：若婴幼儿头部处于运动状态的连续实时图像帧数大于预设的帧数阈值，则识别为婴幼儿未进入睡眠状态；
19、s235：若婴幼儿头部处于运动状态的连续实时图像帧数小于等于预设的帧数阈值，则识别为婴幼儿已进入睡眠状态。
20、优选地，所述s3包括：
21、s31：对所述第一目标图像进行灰度转换，获取灰度图像；
22、s32：对所述灰度图像进行滤波处理，输出滤波图像；
23、s33:对所述滤波图像进行傅里叶变换，输出初始频域图像；
24、s34：对初始频域图像中与婴幼儿呼吸相关的目标频率进行增强，输出增强后的目标频域图像；
25、s35：对目标频域图像进行逆傅里叶变换，输出所述第二目标图像。
26、优选地，所述s4包括：
27、s41：获取连续的预设帧所述第二目标图像，将所述第二目标图像分类为多个图像集合；
28、s42：对所述图像集合进行逐像素求平均处理，输出图像集合对应的平均图像；
29、s43：对平均图像差值计算，获取差值图像；
30、s44：依据差值图像中的像素差值和预设的像素阈值，确定所述目标区域。
31、优选地，所述s44包括：
32、s441：依据所述像素差值和所述像素阈值，对差值图像进行二值化处理，输出二值化图像；
33、s442：对所述二值化图像进行特征提取，输出轮廓特征信息；
34、s443：依据所述轮廓特征信息，获取二值化图像中的目标轮廓区域信息；
35、s444：依据所述目标轮廓区域信息，输出所述目标区域。
36、优选地，所述s5包括：
37、s51：对所述目标区域中的预设目标像素点数量进行统计，输出数值序列；
38、s52：对所述数值序列进行快速傅里叶变换，将数值序列对应的时域特征信息转换为频域特征信息；
39、s53：对所述频域特征信息进行似然函数建模处理，得出似然函数；
40、s54：对所述似然函数进行求对数和求导处理，确定婴幼儿呼吸信息。
41、第二方面，本发明提供了一种非接触式婴幼儿呼吸监测装置，所述装置包括：
42、实时图像获取模块，用于获取婴幼儿睡眠场景下的实时红外视频数据，将所述实时红外视频数据分解为多帧实时图像；
43、睡眠状态监测模块，用于对所述实时图像进行睡眠状态监测，识别出婴幼儿已进入睡眠状态的第一目标图像；
44、图像增强模块，用于对所述第一目标图像进行图像增强处理，输出呼吸运动被增强后的第二目标图像；
45、目标区域识别模块，对所述第二目标图像进行特征提取，识别所述第二目标图像中与婴幼儿呼吸相关的目标区域；
46、婴幼儿呼吸信息确定模块，用于依据最大似然准则，对所述目标区域进行处理，确定婴幼儿呼吸信息。
47、第三方面，本发明实施例还提供了一种电子设备，包括：至少一个处理器、至少一个存储器以及存储在存储器中的计算机程序指令，当计算机程序指令被处理器执行时实现如上述实施方式中第一方面的方法。
48、第四方面，本发明实施例还提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序指令，当计算机程序指令被处理器执行时实现如上述实施方式中第一方面的方法。
49、综上所述，本发明的有益效果如下：
50、本发明提供的非接触式婴幼儿呼吸监测方法、装置、设备及存储介质，所述方法包括：获取婴幼儿睡眠场景下的实时红外视频数据，将所述实时红外视频数据分解为多帧实时图像；对所述实时图像进行睡眠状态监测，识别出婴幼儿已进入睡眠状态的第一目标图像；对所述第一目标图像进行图像增强处理，输出呼吸运动被增强后的第二目标图像；对所述第二目标图像进行特征提取，识别所述第二目标图像中与婴幼儿呼吸相关的目标区域；依据最大似然准则，对所述目标区域进行处理，确定婴幼儿呼吸信息。本发明利用图像处理技术对实时图像进行睡眠状态监测，能够准确识别婴幼儿是否已进入睡眠状态，这为后续的监测和处理提供了关键的初始信息；对第一目标图像进行图像增强处理，提高图像质量，突出呼吸运动对应的关键特征，有助于更清晰地观察和分析婴幼儿的呼吸运动；通过特征提取技术，识别与婴幼儿呼吸相关的目标区域，这有助于准确捕捉婴幼儿的呼吸运动；应用最大似然准则对目标区域进行处理，提供对婴幼儿呼吸信息的准确估计，最大似然估计是一种统计学方法，通过优化参数估计值，提高呼吸频率监测的准确性；无需使用传感器贴在婴幼儿身上，避免了对婴幼儿的侵入性，并提供更为方便和舒适的监测方式。
1.一种非接触式婴幼儿呼吸监测方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的非接触式婴幼儿呼吸监测方法，其特征在于，所述s2包括：
3.根据权利要求2所述的非接触式婴幼儿呼吸监测方法，其特征在于，所述s23包括：
4.根据权利要求1所述的非接触式婴幼儿呼吸监测方法，其特征在于，所述s3包括：
5.根据权利要求1所述的非接触式婴幼儿呼吸监测方法，其特征在于，所述s4包括：
6.根据权利要求5所述的非接触式婴幼儿呼吸监测方法，其特征在于，所述s44包括：
7.根据权利要求1至6任一项所述的非接触式婴幼儿呼吸监测方法，其特征在于，所述s5包括：
8.一种非接触式婴幼儿呼吸监测装置，其特征在于，所述装置包括：
9.一种电子设备，其特征在于，包括：至少一个处理器、至少一个存储器以及存储在所述存储器中的计算机程序指令，当所述计算机程序指令被所述处理器执行时实现如权利要求1-7中任一项所述的方法。
10.一种存储介质，其上存储有计算机程序指令，其特征在于，当所述计算机程序指令被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一项所述的方法。
