基于视频层次化比对分析和等级行为范式的儿童孤独症早期评估装置及系统制造方法及图纸

本发明专利技术涉及儿童孤独症早期评估技术领域，尤其涉及一种基于视频层次化比对分析和等级行为范式的儿童孤独症早期评估装置及系统，包括：数据采集演示模块、数据采集模块、数据上传模块、数据合理性判断模块、特征提取模块、分类器训练模块、预测评估模块。本发明专利技术的这种儿童孤独症早期评估装置及系统不仅能够降低对拍摄器材的要求，同时，不需要专业人员和陌生人的参与，试验者在家人陪伴下和在熟悉的环境中就能进行谱系障碍的早期筛查和评估，从而能够更为真实的反应实际情况。此外，该系统还充分考虑到儿童模拟不同行为范式的难易程度，从全局和局部两个角度对试验者的行为范式进行评估，从而更为准确的评估其谱系障碍的病情情况。

【技术实现步骤摘要】
基于视频层次化比对分析和等级行为范式的儿童孤独症早期评估装置及系统
本专利技术涉及儿童孤独症早期评估
，尤其涉及一种基于视频层次化比对分析和等级行为范式的儿童孤独症早期评估装置及系统。
技术介绍
本专利技术
技术介绍
中公开的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。孤独症谱系障碍(ASD，AutismSpectrumDisorder，简称孤独症)，是一种脑部发育障碍的疾病，其主要表现为行为能力、语言能力和社交能力发展过缓，这些能力明显低于正常儿童。在早期，很多家长常常误以为这是由于儿童个体差异造成的，长大后会自动正常起来，即使有部分家长想对儿童进行评估，但是其筛查评估主要通过经验丰富的专业医疗人员和专家进行人工诊断来实现。然而，目前我国这方面的专业人员相对缺乏，且主要集中在一线城市，在偏远地区和欠发达地区，专业医疗人员和专家极度匮乏。随着人工智能技术的发展，越来越多的科研团队开始研究基于人工智能技术的儿童孤独症谱系障碍评估方法、系统和装置，期望能够解决当前的困境。迄今为止，已经存在一些基于人工智能技术的儿童孤独症谱系障碍评估方法、系统和装置，例如：申请号为201910606482.8的中国专利申请“基于联合注意能力测试和音视频行为分析的孤独症早期筛查系统”通过多个RGB-D摄像头和多个麦克风阵列获取对应的多视角和多模态数据，并提取对应的音频特征、面部情感特征、面部朝向、目光、手势、姿态特征，进一步地，通过机器学习技术对试验者进行谱系障碍疾病的评估。申请号为201910605989.1的中国专利“基于不当行为观测分析的孤独症谱系障碍评估装置及系统”同样通过4个深度图像采集装置和语音采集装置获取试验者的多视角和多模态数据，并提取音频特征、眼神方向特征、头部朝向特征、面部表情特征、手指姿势特征、语言情绪特征、位置坐标特征等，最后，通过机器学习算法依次训练多个弱分类器，并将它们级联为孤独症谱系障碍评估模型。申请号为201811217575.3的中国专利申请“基于分离重聚范式和计算机视觉的孤独症初级筛查装置”、申请号为201910605990.4的中国专利“基于微笑范式和音视频行为分析的孤独症早期筛查系统”、申请号为201910606484.7的中国专利“结合调查问卷及多模态范式行为数据分析的孤独症评估系统”、申请号为201910053035.4的中国专利“一种基于视觉的自闭症辅助早筛方法及装置”以及申请号为201910605991.9的中国专利“基于鹦鹉学舌语言范式行为分析的孤独症评估装置及系统”，这些专利都是通过多个深度摄像头和麦克风阵列获取试验者的多视角和多模态数据，然而，对于大多数普通家庭来说，这些设备价格不仅比较昂贵，且需要在专业人员的指导下才能完成，这样，相关设备、系统就无法快速的普及到普通家庭。申请号为201910606484.7的中国专利“结合调查问卷及多模态范式行为数据分析的孤独症评估系统”通过调查问卷以及多模态数据进行儿童孤独症评估，虽然多源数据的使用能够提高儿童孤独症早期评估的准确度，但是其拍摄过程或提供的数据较为复杂，这也加大了其推广难度。此外，本专利技术人还发现：现有技术在对疑似自闭症儿童进行评估时，同等对待每一个行为范式，但是对于很多疑似自闭症儿童来说，他们模拟每个行为范式的难易程度是不同的。因此，本专利技术认为如果能够简化视频拍摄的过程以及对拍摄装备的要求，且试验者不需要陌生人或专业人员的帮助，仅通过其家长就可以在熟悉的环境中进行评估，同时，充分考虑儿童行为范式的难易程度、自闭症儿童和家长做相同行为示范的差异性，这样，孤独症的早期评估系统不仅适宜快速推广，且能够对试验者进行更为高效和准确的评估，适合于早期的筛查和评估。
技术实现思路
针对上述的问题，本专利技术提供一种基于视频层次化比对分析和等级行为范式的儿童孤独症早期评估装置及系统，该系统不仅能够降低对拍摄器材的要求，同时，不需要专业人员和陌生人的参与，试验者在家人陪伴下和在熟悉的环境中就能进行谱系障碍的早期筛查和评估，从而能够更为真实的反应实际情况。此外，该系统还充分考虑到儿童模拟不同行为范式的难易程度，从全局和局部两个角度对试验者的行为范式进行评估，从而更为准确的评估其谱系障碍的病情情况。为实现上述目的，本专利技术的技术方案如下。首先，本专利技术公开一种基于视频层次化比对分析和等级行为范式的儿童孤独症早期评估装置，包括：数据采集演示模块、数据采集模块、数据上传模块、数据合理性判断模块、特征提取模块、分类器训练模块、预测评估模块，其中：数据采集演示模块：该模块通过标记性装置指导试验者及其家长如何站位，如何进行视频采集等，所述试验者仅为疑似孤独症儿童，所述家长仅为两位该疑似孤独症儿童的家长，不需要专业人员或专家的介入。数据采集模块：该模块用于所述家长按照所述数据采集演示模块的要求采集视频数据。数据上传模块：该模块用于上传家长通过所述数据采集模块拍摄的视频数据。数据合理性判断模块：该模块用于判断所述数据上传模块上传的家长拍摄的视频数据是否按照实验要求进行拍摄，是否满足实验条件，否则需要重新拍摄并上传。特征提取模块：用于提取疑似孤独症儿童及其家人的层次化深度时空特征，对他们的等级行为范式进行高效表征。分类器训练模块：使用带标签数据进行差异性等级行为范式分类器的训练，并构建层次化智能比对分析的孤独症评估模型。预测评估模块：根据所述数据上传模块上传的家人所拍摄的视频、已经训练好的差异性行为范式分类器模型、层次化智能比对分析和等级行为范式的孤独症评估模型，对评估者的孤独症情况进行智能评估预测。进一步地，所述数据采集演示模块中，仅需要一台能上网的图像采集终端、两个硬质圆形粘贴装置和三个交叉型粘贴装置，其中：所述两个圆形粘贴分别粘贴于儿童和家长的肩部顶端，所述交叉型装置放置于地板或地面上，大幅度降低对拍摄设备的要求。所述交叉型粘贴装置包括三个粘贴装置，其中：第三个粘贴装置放置于第一个和第二个粘贴装置的连线的垂直平分线上，所述儿童和一个家长分别站在第一个和第二个粘贴装置所在处，另一个家长站在第三个粘贴装置所在处。可选地，第一个和第二个粘贴装置之间的直线距离为1m，第三个粘贴装置距离该连线的垂直距离为1.5～2m。进一步地，所述数据合理性判断模块中，首先从视频中检测识别出儿童和家长以及对应的位置，如果视频中儿童和家长的数量少于或者多于2人，则所拍摄视频不满足要求，需要重新拍摄上传，如果视频中仅仅包括1位家长和1位儿童，则进一步从视频中检测儿童和家长肩部圆形粘贴是否存在以及对应的区域大小，如果圆形粘贴都存在，则分别计算圆形粘贴中像素数量，并比较这两个圆形粘贴的像素数量的比值以及计算圆形粘贴的像素数与整张图像像素数目的比值，如果圆形粘贴的像素数与整张图像像素数目的比值小于某个最低阈值或者大于某个最高阈值，则所拍摄视频无效，需要根据该比值的大小，建议拍摄者应该靠近或者远离拍摄目标，并重新拍摄视本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于视频层次化比对分析和等级行为范式的儿童孤独症早期评估装置，包括：/n数据采集演示模块：该模块通过标记性装置指导试验者及其家长如何站位，如何进行视频采集等，所述试验者仅为疑似孤独症儿童，所述家长仅为两位该疑似孤独症儿童的家长；/n数据采集模块：该模块用于所述家长按照所述数据采集演示模块的要求采集视频数据；/n数据上传模块：该模块用于上传家长通过所述数据采集模块拍摄的视频数据；/n数据合理性判断模块：该模块用于判断所述数据上传模块上传的家长拍摄的视频数据是否按照实验要求进行拍摄，是否满足实验条件，否则需要重新拍摄上传；/n特征提取模块：用于提取疑似孤独症儿童及其家人的层次化深度时空特征，对他们的等级行为范式进行高效表征；/n分类器训练模块：使用带标签数据进行差异性等级行为范式分类器的训练，并构建层次化智能比对分析的孤独症评估模型；/n预测评估模块：根据所述数据上传模块上传的家人所拍摄的视频、已经训练好的差异性行为范式分类器模型、层次化智能比对分析和等级行为范式的孤独症评估模型，对评估者的孤独症情况进行智能评估预测。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于视频层次化比对分析和等级行为范式的儿童孤独症早期评估装置，包括：
数据采集演示模块：该模块通过标记性装置指导试验者及其家长如何站位，如何进行视频采集等，所述试验者仅为疑似孤独症儿童，所述家长仅为两位该疑似孤独症儿童的家长；
数据采集模块：该模块用于所述家长按照所述数据采集演示模块的要求采集视频数据；
数据上传模块：该模块用于上传家长通过所述数据采集模块拍摄的视频数据；
数据合理性判断模块：该模块用于判断所述数据上传模块上传的家长拍摄的视频数据是否按照实验要求进行拍摄，是否满足实验条件，否则需要重新拍摄上传；
特征提取模块：用于提取疑似孤独症儿童及其家人的层次化深度时空特征，对他们的等级行为范式进行高效表征；
分类器训练模块：使用带标签数据进行差异性等级行为范式分类器的训练，并构建层次化智能比对分析的孤独症评估模型；
预测评估模块：根据所述数据上传模块上传的家人所拍摄的视频、已经训练好的差异性行为范式分类器模型、层次化智能比对分析和等级行为范式的孤独症评估模型，对评估者的孤独症情况进行智能评估预测。


2.根据权利要求1所述的儿童孤独症早期评估装置，其特征在于，所述数据采集演示模块中，仅需要一台能上网的图像采集终端、两个硬质圆形粘贴装置和三个交叉型粘贴装置，其中：所述两个圆形粘贴分别粘贴于儿童和家长的肩部顶端，所述交叉型装置放置于地板或地面上，大幅度降低对拍摄设备的要求；所述交叉型粘贴装置包括三个粘贴装置，其中：第三个粘贴装置放置于第一个和第二个粘贴装置的连线的垂直平分线上，所述儿童和一个家长分别站在第一个和第二个粘贴装置所在处，另一个家长站在第三个粘贴装置所在处。


3.根据权利要求2所述的儿童孤独症早期评估装置，其特征在于，第一个和第二个粘贴装置之间的直线距离为1m，第三个粘贴装置距离该连线的垂直距离为1.5~2m。


4.根据权利要求1所述的儿童孤独症早期评估装置，其特征在于，所述数据合理性判断模块中，首先从视频中检测识别出儿童和家长以及对应的位置，如果视频中儿童和家长的数量少于或者多于2人，则所拍摄视频不满足要求，需要重新拍摄上传，如果视频中仅仅包括1位家长和1位儿童，则进一步从视频中检测儿童和家长肩部圆形粘贴是否存在以及对应的区域大小，如果圆形粘贴都存在，则分别计算圆形粘贴中像素数量，并比较这两个圆形粘贴的像素数量的比值以及计算圆形粘贴的像素数与整张图像像素数目的比值，如果圆形粘贴的像素数与整张图像像素数目的比值小于某个最低阈值或者大于某个最高阈值，则所拍摄视频无效，需要根据该比值的大小，建议拍摄者应该靠近或者远离拍摄目标，并重新拍摄视频并上传，同时，根据两个圆形粘贴中像素数量的比值，估计儿童和家长是否基本在同一条直线上，如果该比值接近于1，则认为儿童和家长的站位比较合理，否则参与实验的家长需要根据圆形粘贴像素的多少调整站位，并重新拍摄视频并上传，最后，如果其中某个圆形粘贴不存在或都不存在，那么需要按要求重新上传，直到获得满足要求的视频为止。


5.根据权利要求1所述的儿童孤独症早期评估装置，其特征在于，所述特征提取模块包括儿童和家长检测识别单元、家长行为示范开始和结束检测单元、视频行为范式构建单元、时空特征提取单元，其中：
所述儿童和家长检测识别单元通过视频图像识别出儿...

【专利技术属性】
技术研发人员：程建宏，
申请(专利权)人：北京阿叟阿巴科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11