CN108021902A - 头部姿态识别方法、头部姿态识别装置和存储介质 - Google Patents

头部姿态识别方法、头部姿态识别装置和存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种头部姿态识别方法、头部姿态识别装置和存储介质，头部姿态识别方法包括：采集用户头部图像；识别头部部位并获取多个部位的二维位置信息；多个所述部位的二维位置信息与预设标准位置信息进行比对，并得出比对结果；根据所述比对结果判断并得出姿态状态，可通过摄像头对用户头部进行实时图像采集，并且识别用户头部的多个部位和多个部位的二维位置信息，然后利用对部位的二维位置信息比对于预设标准位置信息，则可判断得出当前用户的头部处于如何的状态，继而能够实现对头部姿态的识别，由于利用的摄像头采集的图像，其适用性高，能够适用于多种应用场所，且能一个摄像头同时采集多个用户的头部并进行识别。

Description

头部姿态识别方法、头部姿态识别装置和存储介质
技术领域
本发明涉及人体识别领域，尤其涉及一种头部姿态识别方法、头部姿态识别装置和计算机可读存储介质。
背景技术
儿童近视低龄化的状况越来越严重，现有的近视防御手段一般是利用防近视笔，防近视笔一般包括有笔帽、笔杆、握笔套、笔头和笔头盖，笔杆中动态安装有带红外收发探头的电路板、动作机构和电池，其主要功能是在笔杆内安装有红外收发机构，并通过其检测到从书写者脸部反射回的信号，控制笔芯上端部是否被止推挡杆顶着，若脸太靠近笔杆，电路驱动止推挡杆解除对笔芯的顶触，笔芯一旦书写受压即会回缩，无法使用，达到保护眼睛目的。然而这种防近视笔不仅成本大，且较重的防近视笔也会影响到正常的使用体验，会大大妨碍书写，而且是儿童使用情况下。
同时由上可见，现有技术一般是采用超声波和远程红外，其只能通过识别距离变化来判断姿态，故是存在技术上的瓶颈，没法大范围推广使用和推广到其他行业上使用，各行各业均存在职业病或姿态问题，故需要一套通用的解决方案。
发明内容
本发明的第一目的是提供一种利用图像进行头部姿态识别的头部姿态识别方法。
本发明的第二目的是提供一种利用图像进行头部姿态识别的头部姿态识别装置。
本发明的第三目的是提供一种实现图像头部姿态识别的计算机可读存储介质。
为了实现本发明的第一目的，本发明提供一种头部姿态识别方法，包括：
采集用户头部图像；
识别头部部位并获取多个部位的二维位置信息；
多个所述部位的二维位置信息与预设标准位置信息进行比对，并得出比对结果；
根据所述比对结果判断并得出姿态状态。
由上述方案可见，可通过摄像头对用户头部进行实时图像采集，并且识别用户头部的多个部位和多个部位的二维位置信息，然后利用对部位的二维位置信息比对于预设标准位置信息，则可判断得出当前用户的头部处于如何的状态，继而能够实现对头部姿态的识别，由于利用的摄像头采集的图像，其适用性高，能够适用于多种应用场所，且能一个摄像头同时采集多个用户的头部并进行识别。
更进一步的方案是，所述部位包括左眼部位、右眼部位和鼻子部位，所述预设标准位置信息包括预设三角；
所述左眼部位、所述右眼部位和所述鼻子部位的位置信息用于与所述预设三角进行位置比对。
更进一步的方案是，进行比对时，判断所述左眼部位、所述右眼部位和所述鼻子部位是否分别分布在所述预设三角的三个角上；
如所述左眼部位、所述右眼部位和所述鼻子部位分别分布在所述预设三角的三个角上，则所述姿态状态为标准姿态。
更进一步的方案是，所述左眼部位、所述右眼部位和所述鼻子部位围成的实时三角；
进行比对时，判断所述实时三角的面积大于所述预设三角的面积时；
如所述实时三角的面积大于所述预设三角的面积，则所述姿态状态为过远姿态。
更进一步的方案是，所述左眼部位、所述右眼部位和所述鼻子部位围成的实时三角；
进行比对时，判断所述实时三角的面积小于所述预设三角的面积时；
如所述实时三角的面积小于所述预设三角的面积，则所述姿态状态为过近姿态。
更进一步的方案是，所述预设三角呈倒三角设置；
进行比对时，如所述左眼部位位于所述预设三角的上侧、所述右眼部位位于所述预设三角的左侧和所述鼻子部位位于所述预设三角的右侧，则所述姿态状态为向右弯曲姿态；
如所述左眼部位位于所述预设三角的右侧、所述右眼部位位于所述预设三角的上侧和所述鼻子部位位于所述预设三角的左侧，则所述姿态状态为向左弯曲姿态。
更进一步的方案是，所述预设三角呈倒三角设置；
进行比对时，如所述左眼部位位于所述预设三角的右侧、所述右眼部位位于所述预设三角的左侧和所述鼻子部位位于所述预设三角的内侧，则所述姿态状态为抬头姿态或低头姿态。
由上可见，通过对左眼部位、右眼部位和鼻子部位相对于预设三角的位置，可对过远、过近、向右、向左、仰头或低头等不良姿态进行识别。
更进一步的方案是，所述部位包括左眼部位、右眼部位、鼻子部位、左耳部位、右耳部位和脸部轮廓；
根据所述左耳部位、所述右耳部位和所述脸部轮廓，将所述左眼部位、所述右眼部位和所述鼻子部位的位置信息设置为所述预设标准位置。
由上可见，由于不同人的五官布置存在不同，在设置预设三角时或在实时判断时，能够引入左耳部位、右耳部位和脸部轮廓进行图像定位，故能够更进一步地提高图像识别精度。
为了实现本发明的第二目的，本发明提供一种头部姿态识别装置，其特征在于，所述头部姿态识别装置包括处理器，所述处理器用于执行存储器中存储的计算机程序时实现如上述方案任意一项所述识别方法的步骤。
为了实现本发明的第三目的，本发明提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被处理器执行时实现如上述方案任一项中所述识别方法的步骤。
由上述方案可见，可通过摄像头对用户头部进行实时图像采集，并且识别用户头部的多个部位和多个部位的二维位置信息，然后利用对部位的二维位置信息比对于预设标准位置信息，则可判断得出当前用户的头部处于如何的状态，继而能够实现对头部姿态的识别，由于利用的摄像头采集的图像，其适用性高，能够适用于多种应用场所，且能一个摄像头同时采集多个用户的头部并进行识别。
附图说明
图1是本发明头部姿态识别方法实施例的应用原理示意图。
图2是本发明头部姿态识别方法实施例中标准姿态识别示意图。
图3是本发明头部姿态识别方法实施例中过远姿态识别示意图。
图4是本发明头部姿态识别方法实施例中过近姿态识别示意图。
图5是本发明头部姿态识别方法实施例中向右姿态识别示意图。
图6是本发明头部姿态识别方法实施例中向左姿态识别示意图。
图7是本发明头部姿态识别方法实施例中仰头或低头姿态识别示意图。
图8是本发明头部姿态识别方法实施例的流程图。
以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
具体实施方式
头部姿态识别方法实施例：
参照图1、图2和图3，头部姿态识别方法通过采集头部部位继而实现识别头部处于正确坐姿或歪脖子、太远、太近、仰视等的不正常坐姿，具体识别方法包括：
执行步骤S11，利用摄像头设备拍摄用户头部并采集用户头部图像，拍摄时可同屏采集多人的头部，通过分析便可得出多个用户头部的图像。
执行步骤S12，识别图像中用户的多个关键的部位的二维位置信息，其中多个部位包括左眼部位、右眼部位、鼻子部位、左耳部位、右耳部位和脸部轮廓，继而并获取上述部位的二维位置信息。
而预先地，将人脸特征点之间固有的结构关联信息存储，以及可以在数据库设置预设的相应的预设标准位置信息，这个预设标准位置信息还能够在初始设置时根据不同用户进行预设调整，调整方式可根据左耳部位、右耳部位和脸部轮廓并将左眼部位、右眼部位和鼻子部位的位置信息设置为预设标准位置，即执行步骤S13。
执行步骤S14，多个部位的二维位置信息与预设标准位置信息进行比对并可得出比对结果，具体的比对原理可参照图2，预设标准位置呈预设倒三角设置，其与左眼部位、右眼部位和鼻子部位关联和位置比对，R点表示右眼部位，L点表示左眼部位，N点表示鼻子部位，O点表示预设标准位置的中心，判断左眼部位、右眼部位和鼻子部位是否分别分布在预设三角的三个角上，如是，则比对结果为标准姿态。
参照图3，左眼部位、右眼部位和鼻子部位围成的实时三角，进行比对时，判断实时三角的面积是否大于预设三角的面积，且三点均位于预设三角的外部，如实时三角的面积大于预设三角的面积，则比对结果为过远姿态。
参照图4，左眼部位、右眼部位和鼻子部位围成的实时三角，进行比对时，判断实时三角的面积是否小于预设三角的面积，且三点均位于预设三角的内部，如是，则比对结果为过近姿态。
参照图5，如左眼部位位于预设三角的上侧、右眼部位位于预设三角的左侧和鼻子部位位于预设三角的右侧，需要说明的是，上侧、左侧或右侧的方位可以理解为二维平面上的二维位置关系，位于上侧则表明Y轴上的距离较大，位于左侧则表明X轴上的距离较小，而参照可需中心O点，通过上述的判断，则可计算得出比对结果为向右弯曲姿态。
参照图6，如左眼部位位于预设三角的右侧、右眼部位位于预设三角的上侧和鼻子部位位于预设三角的左侧，则姿态状态为向左弯曲姿态。
参照图7，如左眼部位位于预设三角的右侧、右眼部位位于预设三角的左侧和鼻子部位位于预设三角的内侧，则姿态状态为抬头姿态或低头姿态。
通过上述的判断和计算可得出当前的头部姿态，随后可进行步骤S16，继续采集多个图像进行连续地分析，对连续的一定时间的头部姿态进行识别后，可执行步骤S17，根据并分析比对结果判断并得出姿态状态，判断当前坐姿姿态是否正常。
另外，关于预设标准位置信息除了包括预设三角外，还可以是联合左耳和右耳组成预设五边形，也是可以实现本发明的目的。
上述头部姿态方法可广泛地应用在课室、汽车疲劳驾驶监控、办公室、生产线作业等场所，利用摄像头同时对多个人员进行监控，可以为老师实时获取学生的上课状态，或监控驾驶员，或办公室人员的工作状态，或生产线工人的坐姿是否会到时职业病等。
头部姿态识别装置头部姿态识别装置包括处理器，处理器用于执行存储器中存储的计算机程序时实现如上述方案中识别方法的步骤。
计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上述方案中识别方法的步骤。
由上可见，可通过摄像头对用户头部进行实时图像采集，并且识别用户头部的多个部位和多个部位的二维位置信息，然后利用对部位的二维位置信息比对于预设标准位置信息，则可判断得出当前用户的头部处于如何的状态，继而能够实现对头部姿态的识别，由于利用的摄像头采集的图像，其适用性高，能够适用于多种应用场所，且能一个摄像头同时采集多个用户的头部并进行识别。

Claims (10)

1.头部姿态识别方法，其特征在于，包括：
采集用户头部图像；
识别头部部位并获取多个部位的二维位置信息；
多个所述部位的二维位置信息与预设标准位置信息进行比对，并得出比对结果；
根据所述比对结果判断并得出姿态状态。
2.根据权利要求1所述的头部姿态识别方法，其特征在于：
所述部位包括左眼部位、右眼部位和鼻子部位，所述预设标准位置信息包括预设三角；
所述左眼部位、所述右眼部位和所述鼻子部位的位置信息用于与所述预设三角进行位置比对。
3.根据权利要求2所述的头部姿态识别方法，其特征在于：
进行比对时，判断所述左眼部位、所述右眼部位和所述鼻子部位是否分别分布在所述预设三角的三个角上；
如所述左眼部位、所述右眼部位和所述鼻子部位分别分布在所述预设三角的三个角上，则所述姿态状态为标准姿态。
4.根据权利要求2所述的头部姿态识别方法，其特征在于：
所述左眼部位、所述右眼部位和所述鼻子部位围成的实时三角；
进行比对时，判断所述实时三角的面积是否大于所述预设三角的面积；
如所述实时三角的面积大于所述预设三角的面积，则所述姿态状态为过远姿态。
5.根据权利要求2所述的头部姿态识别方法，其特征在于：
所述左眼部位、所述右眼部位和所述鼻子部位围成的实时三角；
进行比对时，判断所述实时三角的面积是否小于所述预设三角的面积；
如所述实时三角的面积小于所述预设三角的面积，则所述姿态状态为过近姿态。
6.根据权利要求2所述的头部姿态识别方法，其特征在于：
所述预设三角呈倒三角设置；
进行比对时，如所述左眼部位位于所述预设三角的上侧、所述右眼部位位于所述预设三角的左侧和所述鼻子部位位于所述预设三角的右侧，则所述姿态状态为向右弯曲姿态；
如所述左眼部位位于所述预设三角的右侧、所述右眼部位位于所述预设三角的上侧和所述鼻子部位位于所述预设三角的左侧，则所述姿态状态为向左弯曲姿态。
7.根据权利要求2所述的头部姿态识别方法，其特征在于：
所述预设三角呈倒三角设置；
进行比对时，如所述左眼部位位于所述预设三角的右侧、所述右眼部位位于所述预设三角的左侧和所述鼻子部位位于所述预设三角的内侧，则所述姿态状态为抬头姿态或低头姿态。
8.根据权利要求1至7任一项所述的头部姿态识别方法，其特征在于：
所述部位包括左眼部位、右眼部位、鼻子部位、左耳部位、右耳部位和脸部轮廓；
根据所述左耳部位、所述右耳部位和所述脸部轮廓，将所述左眼部位、所述右眼部位和所述鼻子部位的位置信息设置为所述预设标准位置。
9.头部姿态识别装置，其特征在于，所述头部姿态识别装置包括处理器，所述处理器用于执行存储器中存储的计算机程序时实现如权利要求1至8中任意一项所述识别方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至8任一项中所述识别方法的步骤。
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