[發明專利]基于人臉檢測的錯誤閱讀姿勢檢測方法

無效

• 申請號: 200810085114.5
• 申請日: 2008-03-20
• 公開（公告）號: CN101539989A
• 公開（公告）日: 2009-09-23
• 發明（設計）人: 焦建彬;葉齊祥;范焱
• 申請（專利權）人: 中國科學院研究生院
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/62
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明是圖像處理技術領域的方法，是一種基于統計模型和跟蹤算法，通過人臉在圖像中的尺度和位置信息，推斷人體閱讀姿勢的計算方法，能夠直接應用于近視防治、疲勞警告等領域。與傳統技術相比，具有方便、簡單的優勢。

背景技術

隨著個人計算機的普及，人們為工作，學習或娛樂在計算機屏幕上花越來越多的時間，導致近視、斜視等眼科疾病的快速增加。在計算機前的不正確姿勢包括距離屏幕過近、斜視和長時間凝視屏幕等。

現有的針對人體姿態的預防近視系統主要采用以下幾種方式：(1)使用紅外傳感器或光敏儀器。這種方式一般只能單方向地測量距離，而且范圍有限，常常受書桌布局的影響，也無法在使用計算機的時候使用。(2)在使用者頭部安裝水平儀。顯然這很容易引起使用者的不適，同時對縱向的距離無法測定。(3)使用支架強行固定使用者。而對于需要預防近視的主要人群——青少年來說，這同樣也會使他們感到不舒適，而且容易對青少年的身體發育產生不利影響。同時，上述三種方式都無法對使用時間進行準確的測定。

計算機視覺技術在最近幾年有突飛猛進的進展。在大部分計算機系統中攝像頭已成為標準配件。本發明所需要的硬件設備僅僅是一臺個人計算機和一個普通的攝像頭，使用者無需添加任何設備，大大增強了使用的便利性。

發明內容

本發明目的在于提出一個運行于通用計算機系統的基于人臉檢測的錯誤閱讀姿勢(IRPs)檢測系統，該系統能夠迅速對錯誤姿勢發出警告。

本發明解決其技術問題所采用的步驟如下：1)人臉檢測：用一種結合結構和皮膚特征的人臉檢測算法獲得魯棒性的檢測結果，包括正臉、側臉以及部分遮擋的人臉。2)人臉跟蹤：用具有尺度適應性的Meanshift算法對檢測到的人臉進行跟蹤。3)測量估計：利用勾股定理，在人臉檢測和跟蹤結果上獲取諸如閱讀距離、視角、閱讀時間等信息。4)錯誤閱讀姿勢檢測：用人工神經網絡(ANN-Artificial?Neuronal?Network)分類器訓練使用短暫觀察窗口的錯誤閱讀姿勢模型，利用這些模型檢測出錯誤閱讀姿勢。

本發明有益的效果是：首次將視覺技術應用到閱讀姿勢糾正中，提出一種新的從低級視覺線索檢測到高級語義的方法。

附圖說明

圖1是本發明錯誤閱讀姿勢檢測的流程圖。

圖2是不同方向和長寬比的人臉模板

圖3是人臉屏幕與攝像機的幾何關系圖

圖4是錯誤閱讀姿勢檢測的ANN結構

具體實施方式

一、下面結合附圖和實施例對本發明作進一步描述。

1.人臉檢測

Harr特征被廣泛用于人臉定位，本發明利用這種特征結合Adaboost分類器定位正面人臉。為了彌補上述人臉檢測方法的不完整，還引入一個皮膚區域分析算法。

(1)首先建立一個皮膚高斯混合模型(GMM-Gaussian?Mixture?Model)來分割皮膚區域，這個模型用公式(1)來描述：

P(c)=Σi=1kλiGi,---(1)]]>

其中Σi=1kλi=1,]]>λ_i表示每個混合分量的權重，G_i表示第i個高斯模型。