[發明專利]一種基于視覺傳感器的刷牙行為參數獲取方法

有效

• 申請號: 201710253348.5
• 申請日: 2017-04-18
• 公開（公告）號: CN107423669B
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發明（設計）人: 劉智勇;柳振宇;楊旭;李川
• 申請（專利權）人: 北京國科智途科技有限公司
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00
• 代理公司: 北京市盛峰律師事務所 11337
• 代理人: 于國富

1.一種基于視覺傳感器的刷牙行為參數獲取方法，其特征在于，所述方法包括：

S1，獲取視覺傳感器捕獲的發生的刷牙行為的序列圖像，識別并跟蹤序列圖像中的刷牙主體和刷牙行為執行端；所述刷牙主體為刷牙行為人與口腔聯動的部位；所述刷牙行為執行端包括執行刷牙行為的工具及與所述工具聯動的部位；

S2，在所述刷牙主體和所述刷牙執行端的基礎上，得到所述序列圖像上的口腔和牙刷刷頭的估計位置；

S3，完成所述序列圖像中口腔和牙刷刷頭的估計位置后，將估計結果整理得到牙刷刷頭相對于口腔的真實運動軌跡；

S4，基于牙刷刷頭的真實運動軌跡估算得到刷牙行為參數；

所述刷牙行為參數包括：牙刷刷頭位置、牙刷刷頭方向、刷牙頻率和刷牙時長；

步驟S2和S3，具體按照下述步驟實現：

在所述刷牙主體和所述刷牙執行端的基礎上，首先估算得到所述序列圖像中的口腔圖像和口腔物理世界位置；

然后估算得到所述序列圖像中的牙刷刷頭在口腔中的圖像和所述刷頭的物理世界位置；

接著；完成所述序列圖像中口腔和牙刷刷頭的估計位置；

最后，根據序列圖像中的口腔圖像、口腔物理世界位置、牙刷刷頭在口腔中的圖像和牙刷刷頭的物理世界位置，獲得所述牙刷刷頭相對于所述口腔的真實運動軌跡；

所述牙刷刷頭位置表示一段時間內牙刷刷頭位于口腔的區域；位置參數L由三維向量表示，其中每一維對應口腔坐標系的一個空間方向度量，從橫向維度來看，分為左部，中部，與右部；從縱向維度來看，分為上部與下部；從垂直于橫向與縱向的為方向維度來看，分為內部，中部，與外部；

所述牙刷刷頭方向表示一段時間內刷頭相對于口腔的運動朝向；方向參數R由二維向量表示，分別對應口腔坐標系的橫向與縱向。

2.根據權利要求1所述基于視覺傳感器的刷牙行為參數獲取方法，其特征在于，步驟S1，所述識別所述序列圖像中的刷牙主體，具體為：

通過關鍵部位與關鍵特征識別得到所述序列圖像中的刷牙主體；

所述關鍵部位包括：刷牙行為人的臉部、五官、頸部和肩部；

所述關鍵特征包括：刷牙行為人臉部關鍵特征點、身體輪廓和皮膚顏色。

3.根據權利要求2所述基于視覺傳感器的刷牙行為參數獲取方法，其特征在于，在進行刷牙主體識別前，先判斷所述序列圖像中刷牙行為人在序列圖像中所占的區域是否超過預先設置的閾值，如果是，則所述序列圖像的背景單一；如果否，則所述序列圖像的背景復雜；

所述序列圖像的背景單一時，將所述臉部作為關鍵部位，將所述臉部關鍵特征點作為關鍵特征進行刷牙主體的識別；

所述序列圖像的背景復雜時，將所述臉部作為關鍵部位，將所述臉部關鍵特征點、所述人臉部關鍵特征點、所述身體輪廓和皮膚顏色作為關鍵特征進行刷牙主體的識別。

4.根據權利要求1所述基于視覺傳感器的刷牙行為參數獲取方法，其特征在于，步驟S1，識別所述刷牙行為執行端，具體為：

通過執行刷牙行為的工具本體、與所述工具本體聯動的部位、附著在工具上的特定視覺標識塊中的任意一種或幾種的組合進行刷牙行為執行端的識別；

與所述工具本體聯動的部位包括刷牙行為人的手部、腕部和前臂；

所述特定視覺標識塊附著在執行刷牙行為的工具本體，具有顯著的顏色和顯著的幾何特征。

5.根據權利要求4所述基于視覺傳感器的刷牙行為參數獲取方法，其特征在于，在進行識別所述刷牙行為執行端前，先判斷所述序列圖像中執行刷牙行為的工具本體的形狀是否為預先存儲的樣式，如果是，則通過執行刷牙行為的工具本體、與所述工具本體聯動的部位的任意一種或兩者的組合進行刷牙行為執行端的識別；如果否，則通過執行刷牙行為的工具本體、與所述工具本體聯動的部位和附著在工具本體上的特定視覺標識塊的組合進行刷牙行為執行端的識別。

6.根據權利要求1所述基于視覺傳感器的刷牙行為參數獲取方法，其特征在于，所述序列圖像中的口腔圖像和口腔物理世界位置是根據口腔與刷牙主體和刷牙行為執行端的空間位置統計關聯估算得到的。

7.根據權利要求1所述基于視覺傳感器的刷牙行為參數獲取方法，其特征在于，所述刷牙頻率表示單位時間內刷頭周期性往返的次數。