CN105307017A - 智能电视用户的姿势矫正方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明适用于智能电视技术领域，提供了一种智能电视用户的姿势矫正方法及装置，包括：获取智能电视前方的深度图像，对所述深度图像进行分割，得到其中人体部分的深度图像；提取所述人体部分的深度图像的骨骼数据，根据所述骨骼数据绘制得到人体骨架的三维图像；将所述三维图像与预设的三维骨架模板进行关节节点信息比对，得到所述人体骨架与预设骨架姿态的匹配度；若所述人体骨架与所述预设骨架姿态的匹配度超出预设的阈值范围，所述智能电视发出报警以对其用户进行姿势矫正。本发明能够自动检测用户观看智能电视时的观看姿势，并及时提醒用户调整自己的观看姿势，从而保证了有效的矫正效果。

Description

智能电视用户的姿势矫正方法及装置

技术领域

本发明属于智能电视技术领域，尤其涉及一种智能电视用户的姿势矫正方法及装置。

背景技术

儿童的健康成长问题一直以来都是人们关注的热点话题，由于父母们平日工作繁忙等原因，对孩子的陪伴往往力不从心，因此，电视就成了孩子们打发课余时光的首选，尤其是到了寒暑假，儿童看电视的时间会越来越多，缺少了父母的督促，许多儿童会斜坐着或者躺着看电视，从而导致视力下降或者脊柱发育不良，这就引发了社会上对儿童看电视时坐姿的关注。

市面上现有的相关坐姿矫正产品只能对儿童看电视时的观看距离进行矫正，而正确的坐姿还关乎脊柱的挺直等重要因素，仅仅矫正观看距离显然无法达到有效的矫正效果。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种智能电视用户的姿势矫正方法及装置，以解决现有产品无法对用户看电视时的坐姿进行有效矫正的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种智能电视用户的姿势矫正方法，包括：

获取智能电视前方的深度图像，对所述深度图像进行分割，得到其中人体部分的深度图像；

提取所述人体部分的深度图像的骨骼数据，根据所述骨骼数据绘制得到人体骨架的三维图像；

将所述三维图像与预设的三维骨架模板进行关节节点信息比对，得到所述人体骨架与预设骨架姿态的匹配度；

若所述人体骨架与所述预设骨架姿态的匹配度超出预设的阈值范围，所述智能电视发出报警以对其用户进行姿势矫正。

本发明实施例的另一目的在于提供一种智能电视用户的姿势矫正装置，包括：

获取单元，用于获取智能电视前方的深度图像，对所述深度图像进行分割，得到其中人体部分的深度图像；

绘制单元，用于提取所述人体部分的深度图像的骨骼数据，根据所述骨骼数据绘制得到人体骨架的三维图像；

比对单元，用于将所述三维图像与预设的三维骨架模板进行关节节点信息比对，得到所述人体骨架与预设骨架姿态的匹配度；

矫正单元，用于若所述人体骨架与所述预设骨架姿态的匹配度超出预设的阈值范围，所述智能电视发出报警以对其用户进行姿势矫正。

本发明实施例能够自动检测用户观看智能电视时的观看姿势，并及时提醒用户调整自己的观看姿势，从而保证了有效的矫正效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的智能电视用户的姿势矫正方法的实现流程图；

图2是本发明实施例提供的智能电视用户的姿势矫正方法的深度图像获取示意图；

图3是本发明实施例提供的智能电视用户的姿势矫正方法S101的具体实现流程图；

图4是通过Kinect的骨骼追踪功能确定的人体的20个关键的关节节点的示意图；

图5是本发明实施例提供的第一夹角和第二夹角的示意图；

图6是本发明实施例提供的智能电视用户的姿势矫正方法S103的具体实现流程图；

图7是本发明另一实施例提供的智能电视用户的姿势矫正方法的实现流程图；

图8是本发明实施例提供的智能电视用户的姿势矫正装置的结构框图。

具体实施方式

为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透切理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。

图1示出了本发明实施例提供的智能电视用户的姿势矫正方法的实现流程，详述如下：

在S101中，获取智能电视前方的深度图像，对所述深度图像进行分割，得到其中人体部分的深度图像。

在本发明实施例中，在智能电视中内置Kinect模块，以完成深度图像的获取，以及后续的人体骨架三维图像绘制等操作。其中，Kinect为一种3D体感摄影机，在此，Kinect首先通过红外线发射器和红外线摄像机共同完成深度图像的获取，如图2所示，由红外线发射器发出红外线以覆盖智能电视前方区域，同时由红外线摄像机接收反射回来的红外线以得到深度图像，在该深度图像中，每个像素的颜色均代表图像中的该点到红外线摄像机的距离。获取到智能电视前方的深度图像之后，对该深度图像进行分割操作，根据深度图像中每个像素距离红外线摄像机的远近确定人体可能的所在区域，再通过边缘检测算法确定人体所在区域的边缘，从而实现人体轮廓的分割，得到人体部分的深度图像。

作为本发明的一个实施例，S101可以通过如图3所示的方式实现：

S301，启动所述智能电视前端的摄像头，进行图像采集。

当智能电视处于开机运行的状态时，将位于其面板前端的摄像头激活，用于对智能电视前端的图像进行采集。

S302，对采集到的图像进行人脸识别，根据人脸识别的结果判断当前位于所述智能电视前方的用户是否包含儿童。

对S301中摄像头采集得到的图像进行人脸识别，首先判断该图像中是否包含人脸，若通过图像处理算法在该图像中定位到了人脸，则进一步判断，定位到的一个或多个人脸中是否包含儿童的脸，由此确定出当前是否有儿童坐在智能电视前方。在人脸识别过程中，可以将定位到的人脸与数据库中预先存储的儿童脸部特征模板进行匹配，以从中筛选出儿童的脸。

S303，若当前位于所述智能电视前方的用户包含儿童，获取智能电视前方的深度图像，对所述深度图像进行分割，得到其中该儿童人体部分的深度图像。

基于S302的人脸识别结果，若判断出当前位于智能电视前方的用户包含儿童，则触发对智能电视前方的深度图像的获取，否则，不做进一步的姿势矫正相关操作。图3所示方案将进行姿势矫正的对象限定于儿童，而对于成人则不限制其看电视时的姿势，从而使得智能电视的姿势矫正功能更加智能化，指向性明确，且能够在不必要的时候禁用其姿势矫正功能，有效地降低了智能电视的能耗。

在S102中，提取所述人体部分的深度图像的骨骼数据，根据所述骨骼数据绘制得到人体骨架的三维图像。

在分割得到人体部分的深度图像之后，通过预设的肢体特征模块，对其中的人体部分进行肢体识别，以识别出人体各肢体组成部分，如头、四肢、躯干，等等。此后，基于识别出的各肢体分别进行人体关节点的识别，通过Kinect的骨骼追踪功能从人体的正面、侧面等多个方向来分析深度图像的所有像素，从而确定人体的20个关键的关节节点(如图4所示)在深度图像中的位置坐标，并基于这些位置坐标绘制出人体骨架的三维图像。

在S103中，将所述三维图像与预设的三维骨架模板进行关节节点信息比对，得到所述人体骨架与预设骨架姿态的匹配度。

其中，预设的三维骨架模块中存储了正确的骨架姿态，包括但不限于站姿或坐姿，在正确的骨架姿态中，限定了人体各关节节点的位置及两个相邻关节节点之间的连线与水平方向或垂直方向的夹角，尤其，如图5左图所示，限定了每两个相邻脊椎节点之间的连线与水平方向的夹角θ，以确保在正确的骨架姿态中，人体的脊椎处于直立状态，如图6所示，S103具体实现如下：

S601，获取所述三维图像中每两个相邻脊椎节点之间的连线与水平方向的第一夹角。

S602，计算得到每个所述第一夹角与其对应的第二夹角的差值，所述第二夹角为所述预设的三维骨架模板中每两个相邻脊椎节点之间的连线与水平方向的夹角。

例如，对于脊椎节点1和脊椎节点2之间的连线，第一夹角对应图5右图中的夹角θ′，该第一夹角对应的第二夹角为图5左图中的夹角θ。在S602中，需要遍历人体部分的三维图像与预设的三维骨架模板之间所有相同脊椎节点位置所对应的θ与θ′，并分别求得每一对θ与θ′的差值。

S603，根据所述计算的结果得到所述人体骨架与预设骨架姿态的匹配度。

根据S602计算得到的所有θ与θ′的差值来获取智能电视用户的人体骨架与正确的骨架姿态之间的匹配度。

作为本发明的一个实施例，可以将S602中计算得到的数值最大的一个差值确定为所述人体骨架与所述预设骨架姿态之间的匹配度，或者，也可以将S602中计算得到的差值的方差确定为所述人体骨架与所述预设骨架姿态之间的匹配度。

在S104中，若所述人体骨架与所述预设骨架姿态的匹配度超出预设的阈值范围，所述智能电视发出报警以对其用户进行姿势矫正。

例如，若人体骨架与预设骨架姿态之间的匹配度为S602中计算得到的数值最大的一个差值，则判断该差值是否超过了预设的阈值范围，是则表明当前位于智能电视前方的用户的姿态不正确，脊椎过于歪斜，此时，智能电视可以通过屏显、扬声器或者指示灯等方式来发出报警，以提示用户对其姿势进行矫正。

作为本发明的一个实施例，如图7所示，在S104之后，所述方法还包括：

S105，在所述智能电视发出报警的预设时间之后，再次获取当前所述人体骨架与所述预设骨架姿态的匹配度。

S106，若所述再次获取的匹配度超出所述预设的阈值范围，关闭所述智能电视。

例如，该预设时间可以为30秒，即，在智能电视发出报警之后，预留30秒的时间给用户以使其调整看电视时的姿态，在30秒之后，根据S101～S103所述的方法，再次获取此时用户的人体骨架与预设骨架姿态的匹配度，若该匹配度未超出预设的阈值范围，则关闭报警，而若该匹配度仍然超出了预设的阈值范围，则关闭智能电视，以确保用户可以始终以正确的姿势来观看电视，达到有效的矫正效果，有助于用户的身体健康。

本发明实施例提供的智能电视用户的姿势矫正方法，能够自动检测用户观看智能电视时的观看姿势，并及时提醒用户调整自己的观看姿势，从而保证了有效的矫正效果。

应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。

对应于上文实施例所述的智能电视用户的姿势矫正方法，图8示出了本发明实施例提供的智能电视用户的姿势矫正装置的结构框图，所述智能电视用户的姿势矫正装置可以是内置于智能电视或智能电视的应用系统内的软件单元、硬件单元或者是软硬结合的单元。为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分。

参照图8，该装置包括：

获取单元81，获取智能电视前方的深度图像，对所述深度图像进行分割，得到其中人体部分的深度图像；

绘制单元82，提取所述人体部分的深度图像的骨骼数据，根据所述骨骼数据绘制得到人体骨架的三维图像；

比对单元83，将所述三维图像与预设的三维骨架模板进行关节节点信息比对，得到所述人体骨架与预设骨架姿态的匹配度；

矫正单元84，若所述人体骨架与所述预设骨架姿态的匹配度超出预设的阈值范围，所述智能电视发出报警以对其用户进行姿势矫正。

可选地，所述获取单元81包括：

采集子单元，启动所述智能电视前端的摄像头，进行图像采集；

人脸识别子单元，对采集到的图像进行人脸识别，根据人脸识别的结果判断当前位于所述智能电视前方的用户是否包含儿童；

第一获取子单元，若当前位于所述智能电视前方的用户包含儿童，获取智能电视前方的深度图像，对所述深度图像进行分割，得到其中该儿童人体部分的深度图像。

可选地，所述比对单元包83括：

第二获取子单元，获取所述三维图像中每两个相邻脊椎节点之间的连线与水平方向的第一夹角；

计算子单元，计算得到每个所述第一夹角与其对应的第二夹角的差值，所述第二夹角为所述预设的三维骨架模板中每两个相邻脊椎节点之间的连线与水平方向的夹角；

第三获取子单元，根据所述计算的结果得到所述人体骨架与预设骨架姿态的匹配度。

可选地，所述第三获取子单元具体用于：

将数值最大的所述差值确定为所述人体骨架与所述预设骨架姿态的匹配度。

可选地，所述比对单元83还用于：

在所述智能电视发出报警的预设时间之后，再次获取当前所述人体骨架与所述预设骨架姿态的匹配度；

所述装置还包括：

关闭单元，若所述再次获取的匹配度超出所述预设的阈值范围，关闭所述智能电视。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(processor)执行本发明实施例各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccessMemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例各实施例技术方案的精神和范围。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种智能电视用户的姿势矫正方法，其特征在于，包括：

获取智能电视前方的深度图像，对所述深度图像进行分割，得到其中人体部分的深度图像；

提取所述人体部分的深度图像的骨骼数据，根据所述骨骼数据绘制得到人体骨架的三维图像；

将所述三维图像与预设的三维骨架模板进行关节节点信息比对，得到所述人体骨架与预设骨架姿态的匹配度；

若所述人体骨架与所述预设骨架姿态的匹配度超出预设的阈值范围，所述智能电视发出报警以对其用户进行姿势矫正。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取智能电视前方的深度图像，对所述深度图像进行分割，得到其中人体部分的深度图像包括：

启动所述智能电视前端的摄像头，进行图像采集；

对采集到的图像进行人脸识别，根据人脸识别的结果判断当前位于所述智能电视前方的用户是否包含儿童；

若当前位于所述智能电视前方的用户包含儿童，获取智能电视前方的深度图像，对所述深度图像进行分割，得到其中该儿童人体部分的深度图像。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述三维图像与预设的三维骨架模板进行关节节点信息比对，得到所述人体骨架与预设骨架姿态的匹配度包括：

获取所述三维图像中每两个相邻脊椎节点之间的连线与水平方向的第一夹角；

计算得到每个所述第一夹角与其对应的第二夹角的差值，所述第二夹角为所述预设的三维骨架模板中每两个相邻脊椎节点之间的连线与水平方向的夹角；

根据所述计算的结果得到所述人体骨架与预设骨架姿态的匹配度。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述计算的结果得到所述人体骨架与预设骨架姿态的匹配度包括：

将数值最大的所述差值确定为所述人体骨架与所述预设骨架姿态的匹配度。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在所述智能电视发出报警的预设时间之后，再次获取当前所述人体骨架与所述预设骨架姿态的匹配度；

若所述再次获取的匹配度超出所述预设的阈值范围，关闭所述智能电视。

6.一种智能电视用户的姿势矫正装置，其特征在于，包括：

获取单元，用于获取智能电视前方的深度图像，对所述深度图像进行分割，得到其中人体部分的深度图像；

绘制单元，用于提取所述人体部分的深度图像的骨骼数据，根据所述骨骼数据绘制得到人体骨架的三维图像；

比对单元，用于将所述三维图像与预设的三维骨架模板进行关节节点信息比对，得到所述人体骨架与预设骨架姿态的匹配度；

矫正单元，用于若所述人体骨架与所述预设骨架姿态的匹配度超出预设的阈值范围，所述智能电视发出报警以对其用户进行姿势矫正。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述获取单元包括：

采集子单元，用于启动所述智能电视前端的摄像头，进行图像采集；

人脸识别子单元，用于对采集到的图像进行人脸识别，根据人脸识别的结果判断当前位于所述智能电视前方的用户是否包含儿童；

第一获取子单元，用于若当前位于所述智能电视前方的用户包含儿童，获取智能电视前方的深度图像，对所述深度图像进行分割，得到其中该儿童人体部分的深度图像。

8.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述比对单元包括：

第二获取子单元，用于获取所述三维图像中每两个相邻脊椎节点之间的连线与水平方向的第一夹角；

计算子单元，用于计算得到每个所述第一夹角与其对应的第二夹角的差值，所述第二夹角为所述预设的三维骨架模板中每两个相邻脊椎节点之间的连线与水平方向的夹角；

第三获取子单元，用于根据所述计算的结果得到所述人体骨架与预设骨架姿态的匹配度。

9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述第三获取子单元具体用于：

将数值最大的所述差值确定为所述人体骨架与所述预设骨架姿态的匹配度。

10.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述比对单元还用于：

在所述智能电视发出报警的预设时间之后，再次获取当前所述人体骨架与所述预设骨架姿态的匹配度；

所述装置还包括：

关闭单元，用于若所述再次获取的匹配度超出所述预设的阈值范围，关闭所述智能电视。