[发明专利]一种坐姿监测方法、装置、设备以及系统

说明书

本发明公开了一种坐姿监测方法，步骤包括：获取实时视频并将所述实时视频的视频帧分别设置成检测帧和跟踪帧；对所述检测帧的视频图像进行人脸识别得到若干目标特征，并确定用户坐姿在正常状态下的目标框；记录所述跟踪帧的视频图像中各目标特征的目标移动轨迹；根据所述目标框与各所述目标移动轨迹的位置关系，判断所述实时视频中用户的坐姿是否异常。本发明提供了一种坐姿监测方法、装置、设备以及系统，通过跟踪检测目标并对检测目标进行人脸检测，以监测用户坐姿，从而在各种情景下都能检测到用户的坐姿。

技术领域

本发明涉及图像识别技术领域，尤其是涉及一种坐姿监测方法、装置、设备以及系统。

背景技术

随着互联网与计算机的飞速普及，以及在传染病疫情防控需要，青少年在线教育成为一大发展趋势。伴随着接触计算机学习的场合与时间的增长，长时间的不良坐姿引发的近视、驼背等众多不利于青少年成长发育的问题越来越常见，早在2015年就有报道显示，我国青少年近视发病率已高居世界第一位。随着在线教育的普及趋势，摄像装置既可以为直播上课、线上交流、答疑等带来极大的便利，也可以基于视频图像监测长时间的不良坐姿并矫正，为家长关爱青少年的学习成长健康提供技术支持。

针对坐姿健康的自动检测问题，已有相关技术方案。中国专利CN104239860的方案通过脸部轮廓宽高以及眼睛、鼻子、嘴巴的相对距离来检测坐姿，这对摄像头的位置有严格要求，必须用户保持正面对着摄像头，否则会因为无法检测到正脸脸部特征而使坐姿监测失效。然而，在青少年学习的情景中，用户可能正脸面对智能终端，也可能正脸面对的是书籍、作业桌面等。在这些场合下，由于用户没有正脸面对图像采集装置，导致检测失效。中国专利CN105139447的方案利用双摄像头进行图像标定与采集，并且根据测量到的人眼到桌面的距离判断是否坐姿不良，但该方案不适用于人眼面对计算机等智能终端的场景。

另外，以上专利技术均是使用人脸特征检测技术进行坐姿检测。该检测方法是基于全图全局出发去找寻目标点的过程，连续性的检测需要一直对视频的每一帧图像进行，会消耗较多的计算资源，而且难以应对检测不到目标特征的场景，缺乏鲁棒性，坐姿监测效果不好。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供了一种坐姿监测方法、装置、设备以及系统，通过跟踪检测目标并对检测目标进行人脸检测，以监测用户坐姿，从而在各种情景下都能检测到用户的坐姿。所述技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供了一种坐姿监测方法，步骤包括：

获取实时视频并将所述实时视频的视频帧分别设置成检测帧和跟踪帧；

对所述检测帧的视频图像进行人脸识别得到若干目标特征，并确定用户坐姿在正常状态下的目标框；

记录所述跟踪帧的视频图像中各目标特征的目标移动轨迹；

根据所述目标框与各所述目标移动轨迹的位置关系，判断所述实时视频中用户的坐姿是否异常。

在本发明第一方面的第一种可能的实现方式中，所述根据所述目标框与各所述目标移动轨迹的位置关系判断所述实时视频中用户的坐姿是否异常，具体为：

若从所述目标移动轨迹中检测到各目标特征之一的中心目标特征低于所述目标框的下边界且状态持续超过第一设定时长，则确定所述用户的坐姿为驼背状态；

若从所述目标移动轨迹中检测到各目标特征之一的中心目标特征偏出所述目标框的左边界或右边界且状态持续超过第二设定时长，则确定所述用户的坐姿为歪头状态；

若从所述目标移动轨迹中检测到各目标特征之一的人脸尺寸超出所述目标框限定的阈值且状态持续超过第三设定时长，则确定所述用户的坐姿为距离屏幕过近的状态。

在本发明第一方面的第二种可能的实现方式中，所述根据所述目标框与各所述目标移动轨迹的位置关系判断所述实时视频中用户的坐姿是否异常，还包括步骤：