[发明专利]一种基于机器视觉的坐姿提醒方法

说明书

本发明公开了一种基于机器视觉的坐姿提醒方法，包括对图像进行预处理，降低背景、光照影响；定位人眼，建立标准坐姿参考坐标系；建立六种常见错误坐姿指标；记录人眼运动轨迹，依据指标判断坐姿是否正常，并发出预警四个步骤；本发明中，预处理手段大大降低了光照、背景对检测效果的影响；六种错误坐姿指标提高了错误姿态提醒的多样性和针对性；改善了现有技术的提醒方法对背景、光照过于敏感，可检测姿态单一，训练过程复杂等问题，对不同背景和光照变化不敏感，鲁棒性较强，大大提高了检测精度、工作效率；本发明实时性、准确性、涵盖性、通用性极高，可以有效帮助久坐人士纠正坐姿，预防近视以及颈椎、腰椎疾病的产生。

技术领域

本发明属于图像处理领域，具体而言涉及一种基于机器视觉的坐姿提醒方法。

背景技术

众所周知，腰部问题，腰肌劳损、慢性腰痛等症状折磨着众多人群，引起以上病症的主要因素之一便是长期坐姿不当。因此，如何识别人们的异常坐姿，及时提醒人们调整坐姿，让人们养成良好的坐姿习惯具有十分重要的研究意义。

现有的坐姿提醒方法主要分为接触式和非接触式，其中接触式坐姿提醒方法是根据固定在人体上的压力传感器及相关机械装置采集人体姿态数据，进而分析和判断坐姿是否不当；非接触式方法包括基于红外传感器的方法、基于距离传感器的方法以及基于机器视觉的方法。

上述方法中，接触式方法影响人体正常活动；非接触式方法中，基于距离传感器及红外传感器的方法需要在特定位置安装信号采集装置，测量不便，安装繁琐，存在误差。然而，基于机器视觉的方法避免了上述两种不足，通过视觉图像的分析，可以检测出人体坐姿是否正确，准确、高效、智能。

但是，基于机器视觉的检测方法目前研究较少，主要的方法是依靠轮廓边缘检测，对光照和背景变化敏感；基于神经网络的方法，训练过程复杂。现有技术中的关于机器视觉检测的多数方法仅对某种姿态进行检测，难以涵盖错误坐姿的多样性。

发明内容

有鉴于此，为解决上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供了一种基于机器视觉的坐姿提醒方法，以改善现有技术的提醒方法对背景、光照过于敏感，可检测姿态单一，训练过程复杂等问题，大大提高了检测精度、工作效率。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种基于机器视觉的坐姿提醒方法，包括以下步骤：

S1：利用视觉输入设备采集用户坐姿视频并实时保存到视觉系统，将每秒视频分为数帧图像，对每一帧图像进行预处理，降低背景、光照影响；

S2：定位人眼，以标准坐姿时的眼睛位置为坐标基准点，建立标准坐姿参考坐标系；

S3：建立六种常见错误坐姿指标；

S4：记录人眼运动轨迹，依据指标判断坐姿是否正常，并发出预警。

进一步的，步骤S1中，所述预处理包括灰度处理、光照补偿、背景消除；通过彩色图像三通道按不同比例融合获取灰度图像；通过均衡化处理降低光照影响；通过频域处理降低背景影响。

进一步的，预处理的具体步骤如下：

A1：利用公式(1)对图像进行灰度化处理；

Gray＝R×0.3+G×0.59+B×0.11   (1)

其中，R,G,B为图像的红绿蓝三通道，Gray为灰度图；

A2：通过直方图均衡化实现图像的光照补偿；

A3：背景消除则通过式(2)-(5)实现：

A(f)＝F(I(x))                         (2)

AVER(f)＝h*A(f)                       (3)