CN107862195A - 一种基于人脸识别的电子屏使用情况监测方法及系统 - Google Patents
一种基于人脸识别的电子屏使用情况监测方法及系统 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供一种基于人脸识别的电子屏使用情况监测方法,步骤如下:建立用户信息库;对电子设备的状态进行检测,判断电子设备是否处于使用状态,若电子设备处于使用状态,则打开电子设备的摄像头人脸检测,若人脸检测成功,则获得使用电子设备的用户的面部图像,然后判断其是否与用户信息库里的面部图像匹配,匹配成功后利用时间统计模块获得用户使用电子设备的时间段,对用户使用电子设备的时间进行统计;根据用户使用电子设备的时间段及用户信息对用户进行健康提醒。本发明还提供一种基于人脸识别的电子屏使用情况监测系统,包括信息存储模块、人脸检测激活模块、人脸检测模块、人脸识别模块、人脸检测关闭模块、时间统计模块、健康提醒模块。
Description
技术领域
本发明涉及智能监测技术领域,尤其涉及一种基于人脸识别的电子屏使用情况监测方法及系统。
背景技术
目前,现有的针对电子产品使用时间的统计主要是计算电子产品从开机到待机状态的时间,无法判断整个过程中是否由同一个用户操作,同时也无法判断该用户真正使用的时间,这就导致无法准确的对某特定用户进行监测。从而无法根据获取的时间信息向用户推送合理的健康建议。
现代社会中,人们每天都会长时间使用电脑、手机等电子产品,大多时候因为过度投入而忘了时间,长时间使用电子屏会伤害人们的身体。
随着科技的高速发展,人们已经离不开各种电子产品。不同的人使用各类电子产品的时间也不尽相同,通过这些时间数据可以获得许多有价值的信息,通过对时间数据进行分析进而可以为用户提供更好的服务。
目前市场上没有一个完整的单独针对监测电子屏使用情况并对用户进行相应提醒的系统。仅针对计时系统,市场上的现有系统都不能完全准确地对用户进行监控,无法认定当前的使用者是否为监测对象,而且大多都需要人为干涉才能进入监测状态,这就容易造成用户忘记开启或关闭系统的情况发生,增大了监测结果的错误率。
发明内容
有鉴于此,本发明提供了一种能够对用户使用电子设备的情况进行监测的基于人脸识别的电子屏使用情况监测方法,还提供了一种能够提高监测结果准确率的基于人脸识别的电子屏使用情况监测系统。
本发明提供一种基于人脸识别的电子屏使用情况监测方法,包括以下步骤:
S101,录入用户信息,所述用户信息包括用户的面部图像,根据所述用户信息建立用户信息库;
S102,对电子设备的状态进行检测,判断所述电子设备是否处于使用状态,若所述电子设备处于使用状态,到步骤S103;若所述电子设备未处于使用状态,则重复执行步骤S102;
S103,打开所述电子设备的摄像头每隔时间t进行一次人脸检测,判断人脸检测是否成功,若人脸检测成功,则获得使用电子设备的用户的面部图像,到步骤S104;若人脸检测失败,到步骤S105;
S104,判断所述步骤S103中获得的用户的面部图像是否与步骤S101中用户信息库里的面部图像匹配,若匹配成功,到步骤S106;若匹配失败,返回步骤S103;
S105,统计人脸检测失败的次数,判断人脸检测失败的次数在时间T内是否超过次数n,若人脸检测失败的次数在时间T内不超过次数n,返回步骤S103;若人脸检测失败的次数在时间T内超过次数n,返回步骤S102;
S106,利用时间统计模块获得用户使用电子设备的时间段,并对用户使用电子设备的时间进行统计;
S107,根据所述用户使用电子设备的时间段及用户信息对用户进行健康提醒。
进一步地,步骤S101中,所述用户信息还包括用户的姓名、联系方式和身体健康状况。
进一步地,步骤S102中,电子设备处于使用状态的判断条件为电子设备开机、电子设备的输入设备产生变化、电子设备的显示屏产生变化、电子设备被唤醒中的任意一条。
进一步地,步骤S103中,时间t的取值为20s,所述人脸检测成功指采用Viola-Jones检测器检测到的图像区域里存在人脸,所述人脸检测失败指采用Viola-Jones检测器检测到的图像区域里不存在人脸。
进一步地,步骤S104中,判断所述步骤S103中获得的用户的面部图像是否与步骤S101中用户信息库里的面部图像匹配的过程为:利用局部二值模式提取步骤S103中获得的用户的面部图像中的人脸特征,并描述该面部图像的局部纹理特征,将人脸特征、局部纹理特征与用户信息库中的面部图像进行对比及以一对多的方式匹配以确定获得的用户的面部图像是否为用户信息库中的面部图像。
进一步地,步骤S105中,时间T的取值为2min,次数n的取值为6。
进一步地,步骤S106中,所述时间段的起点为步骤S103中获得的用户的面部图像与步骤S101中用户信息库里的面部图像匹配成功时的时间,所述时间段的终点为电子设备处于非使用状态、电子设备的使用用户发生改变、电子设备处于关机或休眠状态中的任一个。
进一步地,步骤S107中,对用户的健康提醒包括三方面内容:缓解视疲劳、舒缓肢体和合理使用电子屏的方法。
进一步地,所述电子设备包括手机、电脑和电视,所述时间统计模块还对用户每日使用电子设备的时间段进行叠加以得到用户使用电子设备的日统计量。
本发明还提供一种基于人脸识别的电子屏使用情况监测系统,包括:信息存储模块、人脸检测激活模块、人脸检测模块、人脸识别模块、人脸检测关闭模块、时间统计模块和健康提醒模块;所述信息存储模块用以存储用户信息、建立用户信息库,所述用户信息包括用户的面部图像;所述人脸检测激活模块通过对电子设备的状态进行检测、判断电子设备是否处于使用状态而激活人脸检测模块;所述人脸检测模块用以打开电子设备的摄像头检测摄像头前是否有人脸图像;所述人脸识别模块用以判断检测到的用户的面部图像是否与用户信息库里的面部图像匹配;所述人脸检测关闭模块通过统计人脸检测失败的次数、判断电子设备是否处于使用状态而关闭人脸检测模块;所述时间统计模块用以获得用户使用电子设备的时间段,并统计用户使用电子设备的时间;所述健康提醒模块用以根据用户使用电子设备的时间段及用户信息对用户进行健康提醒。
本发明提供的技术方案带来的有益效果是:
1、本发明提供的监测方法采用人脸识别技术,能够有效排除其他使用用户的干扰,可以更准确的记录用户使用电子屏的具体时间;
2、本发明提供的方法能够实现对特定用户的监视,可帮助家长实现远程监督小孩玩电脑,防止其过度沉迷,导致用眼过度;
3、本发明提供的方法通过时间统计模块能够实现统计用户使用电子设备的时间段及日统计量,便于用户全面了解使用电子设备的情况;
4、本发明提供的方法能够帮助用户及时对使用电子设备的情况进行反馈,进而帮助用户有效减轻长久使用电子设备带来的伤害;
5、本发明提供的系统能够记录同一个用户在不同电子设备上的使用情况,有效保证了数据的准确性,减少遗漏。
附图说明
图1是本发明一种基于人脸识别的电子屏使用情况监测方法的流程示意图。
图2是本发明一种基于人脸识别的电子屏使用情况监测系统的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地描述。
请参考图1和图2,本发明的实施例提供了一种基于人脸识别的电子屏使用情况监测方法,包括以下步骤:
步骤S101,录入用户信息,根据用户信息建立用户信息库,用户信息包括用户的面部图像、姓名、联系方式和身体健康状况。
步骤S102,对电子设备的状态进行检测,电子设备包括手机、电脑和电视,判断电子设备是否处于使用状态,若电子设备开机或其输入设备产生变化或其显示屏产生变化或被唤醒,说明电子设备处于使用状态,到步骤S103;若电子设备未处于使用状态,则重复执行步骤S102。
步骤S103,打开电子设备的摄像头每隔20s进行一次人脸检测,判断人脸检测是否成功,若采用Viola-Jones检测器检测到的图像区域里存在人脸则说明人脸检测成功,获得使用电子设备的用户的面部图像,到步骤S104;若采用Viola-Jones检测器检测到的图像区域里不存在人脸则说明人脸检测失败,到步骤S105;人脸检测是利用先验知识将人脸看作器官特征的组合,根据眼睛、眉毛、嘴巴、鼻子等器官的特征以及相互之间的几何位置关系来检测人脸,Viola-Jones检测器使用类Haar输入特征对矩形图像区域的和或差进行阈值化。
获得使用电子设备的用户的面部图像的过程为:通过摄像头摄取当前图像帧,然后通过人脸检测算法检测得到的图像,得到面部区域的相应坐标,对图像进行切割即得到当前使用电子设备的用户的面部图像。
步骤S104,判断步骤S103中获得的用户的面部图像是否与步骤S101中用户信息库里的面部图像匹配,若匹配成功,到步骤S106;若匹配失败,返回步骤S103;
具体地,步骤S104中,判断步骤S103中获得的用户的面部图像是否与步骤S101中用户信息库里的面部图像匹配的过程为:利用LBP(Local Binary Pattern,局部二值模式)提取步骤S103中获得的用户的面部图像中的人脸特征,并描述该面部图像的局部纹理特征,将人脸特征、局部纹理特征与用户信息库中的面部图像进行对比及以一对多的方式匹配以确定获得的用户的面部图像是否为用户信息库中的面部图像。
LBP用来表述图像的局部纹理特征,其以图像的中心像素点的灰度值作为阈值,为了适应不同尺度的纹理特征,并达到灰度和旋转不变性的要求,本发明将LBP中3×3像素的邻域扩展到任意邻域,并用圆形邻域代替正方形邻域,得到改进后的LBP,改进后的LBP在半径为R的圆形邻域内有任意多个像素点,从而可以得到半径为R的圆形邻域内含有数量为P个采样点的LBP算子。
其中,每个采样点的坐标值可以通过以下公式计算:
式中,(xc,yc)为邻域的中心像素点,xp、yp、p为邻域中的采样点,xp、yp、p∈P。
本发明的一实施例中将人脸特征、局部纹理特征与用户信息库中的面部图像进行一对多的方式匹配即LBP特征匹配的过程为:
将一幅面部图像分为7x7像素的子区域,并在该子区域内根据LBP值统计直方图,对于得到的直方图,假设用户信息库中的面部图像的直方图为Mi,获得的用户的面部图像的直方图为Si,利用卡方统计方法,按照公式进行独立性检验,如果得到的检验结果小于阈值,则说明用户信息库中的面部图像和获得的用户的面部图像是相同的,进而可以确定获得的用户的面部图像为用户信息库中的面部图像。
步骤S105,统计人脸检测失败的次数,若人脸检测失败的次数在时间2min内不超过6次,返回步骤S103;若人脸检测失败的次数在2min内超过6次,返回步骤S102。
步骤S106,利用时间统计模块6获得用户使用电子设备的时间段,并对用户使用电子设备的时间进行统计,时间段的起点为步骤S103中获得的用户的面部图像与步骤S101中用户信息库里的面部图像匹配成功时的时间,时间段的终点为电子设备处于非使用状态、电子设备的使用用户发生改变、电子设备处于关机或休眠状态中的任一个,例如2min内人脸检测失败的次数超过6次或步骤S103中前后两次获得的用户的面部图像不一致均作为时间段的终点;时间统计模块6还可以对用户每日、每周或每月使用电子设备的时间段进行叠加以得到用户使用电子设备的日统计量、周统计量、月统计量,便于用户对每日、每周、每月的电子设备使用情况进行反馈,日统计量、周统计量和月统计量数据可以采用饼图、直方图或曲线图等较为直观的形式展示,时间段的叠加公式为:
式中,Ts为用户使用电子屏的总时间,ti+1为每个时间段的终点,ti为每个时间段的起点,m为用户使用电子屏的总次数。
步骤S107,根据用户使用电子设备的时间段及用户信息对用户进行缓解视疲劳、舒缓肢体或合理使用电子屏的方法的健康提醒。
参考图2,本发明还提供了一种基于人脸识别的电子屏使用情况监测系统,包括:信息存储模块1、人脸检测激活模块2、人脸检测模块3、人脸识别模块4、人脸检测关闭模块5、时间统计模块6和健康提醒模块7。
信息存储模块1用以存储用户信息、建立用户信息库,用户信息包括用户的面部图像、用户的姓名、联系方式和身体健康状况。
人脸检测激活模块2通过对电子设备的状态进行检测、判断电子设备是否处于使用状态而激活人脸检测模块3,若电子设备开机或其输入设备产生变化或其显示屏产生变化或被唤醒,说明电子设备处于使用状态,此时人脸检测模块3被人脸检测激活模块2激活。
人脸检测模块3用以打开电子设备的摄像头检测摄像头前是否有人脸图像,当检测到摄像头前存在人脸图像时,调用摄像头摄取该人脸图像的图像帧,然后通过人脸检测算法检测得到的图像,得到面部区域的相应坐标,对图像进行切割即得到当前使用电子设备的用户的面部图像。
人脸识别模块4用以判断检测到的用户的面部图像是否与用户信息库里的面部图像匹配,人脸识别模块4利用LBP提取获得的用户的面部图像中的人脸特征,并描述该面部图像的局部纹理特征,将人脸特征、局部纹理特征与用户信息库中的面部图像进行对比及以一对多的方式匹配以确定获得的用户的面部图像是否为用户信息库中的面部图像。
人脸检测关闭模块5通过统计人脸检测失败的次数、判断电子设备是否处于使用状态而关闭人脸检测模块3,当人脸检测失败的次数在2min内超过6次时,说明电子设备无人使用,此时人脸检测模块3被人脸检测关闭模块5关闭。
时间统计模块6用以获得用户使用电子设备的时间段,并统计用户使用电子设备的时间,时间段的起点为人脸识别模块4判断出获得的用户的面部图像与用户信息库里的面部图像匹配成功时的时间,时间段的终点为电子设备处于非使用状态、电子设备的使用用户发生改变、电子设备处于关机或休眠状态中的任一个。
健康提醒模块7用以根据用户使用电子设备的时间段及用户信息对用户进行缓解视疲劳、舒缓肢体或合理使用电子屏的方法的健康提醒。
本发明提供的监测方法采用人脸识别技术,能够有效排除其他使用用户的干扰,可以更准确的记录用户使用电子屏的具体时间;本发明提供的方法能够实现对特定用户的监视,可帮助家长实现远程监督小孩玩电脑,防止其过度沉迷,导致用眼过度;本发明提供的方法通过时间统计模块6能够实现统计用户使用电子设备的时间段及日统计量,便于用户全面了解使用电子设备的情况;本发明提供的方法能够帮助用户及时对使用电子设备的情况进行反馈,进而帮助用户有效减轻长久使用电子设备带来的伤害;本发明提供的系统能够记录同一个用户在不同电子设备上的使用情况,有效保证了数据的准确性,减少遗漏。
在不冲突的情况下,本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,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、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于人脸识别的电子屏使用情况监测方法,其特征在于,包括以下步骤:
S101,录入用户信息,所述用户信息包括用户的面部图像,根据所述用户信息建立用户信息库;
S102,对电子设备的状态进行检测,判断所述电子设备是否处于使用状态,若所述电子设备处于使用状态,到步骤S103;若所述电子设备未处于使用状态,则重复执行步骤S102;
S103,打开所述电子设备的摄像头每隔时间t进行一次人脸检测,判断人脸检测是否成功,若人脸检测成功,则获得使用电子设备的用户的面部图像,到步骤S104;若人脸检测失败,到步骤S105;
S104,判断所述步骤S103中获得的用户的面部图像是否与步骤S101中用户信息库里的面部图像匹配,若匹配成功,到步骤S106;若匹配失败,返回步骤S103;
S105,统计人脸检测失败的次数,判断人脸检测失败的次数在时间T内是否超过次数n,若人脸检测失败的次数在时间T内不超过次数n,返回步骤S103;若人脸检测失败的次数在时间T内超过次数n,返回步骤S102;
S106,利用时间统计模块获得用户使用电子设备的时间段,并对用户使用电子设备的时间进行统计;
S107,根据所述用户使用电子设备的时间段及用户信息对用户进行健康提醒。
2.如权利要求1所述的基于人脸识别的电子屏使用情况监测方法,其特征在于,步骤S101中,所述用户信息还包括用户的姓名、联系方式和身体健康状况。
3.如权利要求1所述的基于人脸识别的电子屏使用情况监测方法,其特征在于,步骤S102中,电子设备处于使用状态的判断条件为电子设备开机、电子设备的输入设备产生变化、电子设备的显示屏产生变化、电子设备被唤醒中的任意一条。
4.如权利要求1所述的基于人脸识别的电子屏使用情况监测方法,其特征在于,步骤S103中,时间t的取值为20s,所述人脸检测成功指采用Viola-Jones检测器检测到的图像区域里存在人脸,所述人脸检测失败指采用Viola-Jones检测器检测到的图像区域里不存在人脸。
5.如权利要求1所述的基于人脸识别的电子屏使用情况监测方法,其特征在于,步骤S104中,判断所述步骤S103中获得的用户的面部图像是否与步骤S101中用户信息库里的面部图像匹配的过程为:利用局部二值模式提取步骤S103中获得的用户的面部图像中的人脸特征,并描述该面部图像的局部纹理特征,将人脸特征、局部纹理特征与用户信息库中的面部图像进行对比及以一对多的方式匹配以确定获得的用户的面部图像是否为用户信息库中的面部图像。
6.如权利要求1所述的基于人脸识别的电子屏使用情况监测方法,其特征在于,步骤S105中,时间T的取值为2min,次数n的取值为6。
7.如权利要求1所述的基于人脸识别的电子屏使用情况监测方法,其特征在于,步骤S106中,所述时间段的起点为步骤S103中获得的用户的面部图像与步骤S101中用户信息库里的面部图像匹配成功时的时间,所述时间段的终点为电子设备处于非使用状态、电子设备的使用用户发生改变、电子设备处于关机或休眠状态中的任一个。
8.如权利要求1所述的基于人脸识别的电子屏使用情况监测方法,其特征在于,步骤S107中,对用户的健康提醒包括三方面内容:缓解视疲劳、舒缓肢体和合理使用电子屏的方法。
9.如权利要求1所述的基于人脸识别的电子屏使用情况监测方法,其特征在于,所述电子设备包括手机、电脑和电视,所述时间统计模块还对用户每日使用电子设备的时间段进行叠加以得到用户使用电子设备的日统计量。
10.一种基于人脸识别的电子屏使用情况监测系统,其特征在于,包括:信息存储模块、人脸检测激活模块、人脸检测模块、人脸识别模块、人脸检测关闭模块、时间统计模块和健康提醒模块;所述信息存储模块用以存储用户信息、建立用户信息库,所述用户信息包括用户的面部图像;所述人脸检测激活模块通过对电子设备的状态进行检测、判断电子设备是否处于使用状态而激活人脸检测模块;所述人脸检测模块用以打开电子设备的摄像头检测摄像头前是否有人脸图像;所述人脸识别模块用以判断检测到的用户的面部图像是否与用户信息库里的面部图像匹配;所述人脸检测关闭模块通过统计人脸检测失败的次数、判断电子设备是否处于使用状态而关闭人脸检测模块;所述时间统计模块用以获得用户使用电子设备的时间段,并统计用户使用电子设备的时间;所述健康提醒模块用以根据用户使用电子设备的时间段及用户信息对用户进行健康提醒。
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Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20180330 |
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |