CN108601133A - 一种智能台灯及基于智能台灯的坐姿纠正方法 - Google Patents

Abstract

本申请的目的是提供一种智能台灯及基于智能台灯的坐姿纠正方法，该智能台灯包括：摄像头模块、语音播放模块、存储模块、图像处理模块；图像处理模块与摄像头模块、语音播放模块及存储模块均电性连接、无线通讯模块，且无线通讯模块与图像处理模块和服务终端通讯连接；图像处理模块用于接收到服务终端发送的录入指令后，对摄像头模块发送拍摄指令，以获取标准人脸图像，并根据用于对用户人脸图像与标准人脸图像进行处理，得到用户脸部的摆动角度和摆动方位，并在检测到摆动角度大于等于预设的角度时，向语音播放模块发送相应的指令，以使语音播放模块播放坐姿提示语音。与现有技术相比，本发明可准确的对用户的坐姿进行识别，并提升用户的体验。

Description

一种智能台灯及基于智能台灯的坐姿纠正方法

技术领域

本发明涉及一种台灯，尤其涉及一种智能台灯及基于智能台灯的坐姿纠 正方法。

背景技术

随着科技的进步和生活水平的日益提高，人们在购买产品的同时，除了 注重产品的质量和实用性的同时，也越来越注重产品的科技含量以及功能的 多样性。

台灯，作为日常家庭中必备的一款产品，通常放置在写字台或餐桌上， 以供照明之用，以便于阅读、学习、工作、节省能源。众所周知，用户在台 灯下阅读时，会根据自身的生活习惯采用不同的坐姿，然而一旦某种不良的 坐姿成为用户的个人习惯时，会对其视力及颈椎造成不良的影响，长久下去， 会影响用户的身体健康。

然而，在现有技术中，尽管部分台灯具备坐姿纠正功能，如公开号为CN103335265A的专利申请文件公开一种分体式无线监测坐姿防近视台灯， 该台灯主要是由灯体、与灯体分体式设置的无线监测盒等构成，并且无线监 测盒内设有红外传感发射器、红外传感接收器和无线发射控制芯片等，以在 感应人体头部时，通过无线发射控制芯片计算人体头部到桌面的距离来判断 人体的坐姿是否为正确的坐姿，然而这种结构和方式存在无法准确的对不良 坐姿进行判断，尤其是用户的坐姿角度以及颈椎的弯曲角度无法合理的进行 预判。

又如公开号为CN106287384A的专利申请文件公开了一种具有坐姿矫正 智能提醒功能的护眼台灯，该台灯主要通过摄像头实时采集的图像，并将采 集的图像与台灯在使用前采集的正确的坐姿图像进行对比；通过角度传感器 检测图像的角度，并通过红外传感器负责距离和高低的检测，且将所采集的 实时数据传输给图像处理模块，然后将综合处理得到的监测数据与采集的正 确的坐姿图像进行对比，得到差异比，且在差异比达到符合设定的提醒条件 时，由相应的控制模块向声音提醒模块发出工作指令，以播放提示语音。然而，该结构存在结构复杂，需要采用角度传感器和红外传感器分别获取相应 的角度和用户的身高信息，并且由于用户的各个部位均可以作为识别特定， 且不同阶段的用户，其身高等特征易产生明显的变化，如成长阶段的儿童， 因此通过该台灯识别用户的坐姿时，极易产生误判的现象，因此难以准确的 对坐姿进行识别，从而无法有效的起到纠正良好坐姿的作用。

此外，市场上还有部分智能台灯是通过佩戴在衣服领口的一个具有重力 传感器功能的终端，通过重力传感器的偏移角度来计算，并通过蓝牙将偏移 角度信息传输给台灯本体，在通过台灯本体的喇叭装置提醒使用者纠正坐姿。 但由于大部分使用者在家使用时均穿着比较宽松的居家服，故虽然使用者身 体已经倾斜，或头部已经近距离书本，但是重力传感器设备还是保持同样的 角度，或角度变化不大，从而导致没有检测到坐姿问题，故而易造成漏检的 现象，从而使得用户的体验不佳。并且，使用者一定要佩戴该装置才会使得 台灯的提示功能生效，而用户在使用易遗忘佩戴该产品，从而使得用户的体 验较差。

另外，市场上还有部分智能台灯采用超声波发射和接收装置来检测用户 的坐姿，但由于超声波装置的检测范围太窄，通常用户在移动的过程中，其 他的身体部位，如手部、手臂等身体部位被超声波发射和接收装置感应后， 智能台灯会即可发出提示音，因此极易产生误报。并且，当用户的头部或身 体部位超出超声波发射和接收装置的发出的超声波范围内，也易产生漏报的 现象，从而会极大的影响用户的体验。

发明内容

针对上述现有技术的缺点或不足，本发明要解决的技术问题是提供一种 智能台灯，提升对用户坐姿识别的精度，并提升用户的体验。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种智能台灯，包括：摄像头模块、 语音播放模块、存储模块、图像处理模块，其中，所述图像处理模块与所述 摄像头模块、所述语音播放模块及所述存储模块均电性连接；

还包括：无线通讯模块，且所述无线通讯模块与所述图像处理模块和服 务终端通讯连接；

其中，所述图像处理模块包括：

第一单元，用于通过所述无线通讯模块接收所述服务终端发送的录入指 令后，向所述摄像头模块发送拍摄指令，以获取用户在标准坐姿下的标准人 脸图像，并将所述标准人脸图像存储在所述存储模块中；

第二单元，用于根据预设的匹配规则对所述摄像头模块实时获取的用户 人脸图像与所述标准人脸图像进行识别匹配，并且在匹配成功后，通过预设 的识别规则对实时获取的用户人脸图像与所述标准人脸图像进行识别对比， 得到用户脸部相对标准坐姿所对应的脸部产生的摆动角度和摆动方位，并在 检测到所述摆动角度大于或等于预设的角度时，向所述语音播放模块发送相 应的指令，以使所述语音播放模块播放坐姿提示语音。

与现有技术相比，由于智能台灯中设有无线通讯模块，并且可通过无线 通讯模块与服务终端通讯连接，因此在使用前，可通过服务终端确认用户的 标准坐姿，并通过摄像头模块获取用户的标准坐姿图像，并将用户的标准坐 姿存储在存储模块中，以提升智能台灯对用户的坐姿进行实时检测时的准确 性，同时，用户在使用智能台灯时，无需借助额外的设备进行配合，从而可 较好的提升用户的体验。并且，通过图像处理模块和摄像头模块之间的信号 传输，使得图像处理模块计检测到用户人脸图像相对标准人脸图像产生的摆动角度大于或等于预设的角度时，向语音播放模块发送指令，如“请调整坐 姿”、“请坐正”等。相比现有技术中的其他检测方法，能够准确的对用户 的不良坐姿进行识别，较好的降低误检或漏检的概率。

进一步的，作为优选的，所述智能台灯包括：底座、设置在所述底座上 的立柱、设置在所述立柱上的灯罩；其中，所述摄像头模块设置在所述立柱 内，且所述摄像头模块的照射方向与所述底座的底面之间形成一夹角。以使 得摄像头模块的照射方向与底座的底面之间形成一夹角，确保摄像头模块的 照射方向可以垂直或近似垂直用户的脸部，从而可提升坐姿识别的精度。

进一步的，作为优选的，所述摄像头模块设置在所述立柱上，且所述夹 角为20度～30度。以使得用户在保持正确坐姿时，用户的脸部能够较容易地 与摄像头模块的照射方向垂直，并确保智能台灯在初始化时通过摄像头模块 获取的用户人脸图像为标准的人脸图像。

进一步的，作为优选的，所述预设的角度为15度。从而使得图像处理模 块在检测到用户脸部在不同摆动方位上的摆动角度超过15度时，则向语音播 放模块发送的对应指令，从而通过语音播放模块播放相应的提示音的方式， 防止用户脸部的摆动角度过大而导致产生不良的坐姿，并使得用户的脸部可 以在合理的范围内进行适当的微调。

进一步的，作为优选的，所述图像处理模块还包括:第三单元，用于在检 测到所述实时的人脸图像相对所述标准人脸图像作垂直转动、水平转动及水 平和垂直方向上的同时转动时，根据所述摆动方位分别向所述语音播放模块 发送不同的指令，以提升用户的体验。

进一步的，作为优选的，为了方便用户，所述服务终端包括：与无线通 讯模块通讯连接的互联网服务器、与所述互联网服务器通讯连接的移动终端。 通过服务终端可确认多个不同用户的标准坐姿，以满足一台多用的需求，并 且在使用该智能台灯的用户不同时，无需进行重新设置，可极大的提高用户 的体验。

进一步的，作为优选的，所述无线通讯模块为蓝牙模块、wifi模块、Zigbee 模块中的任一种；所述服务终端为移动终端。

进一步的，作为优选的，所述图像处理模块包括:第四单元，用于对所述 摆动角度大于预设的角度的次数进行检测，并将累计检测到的次数记录在所 述存储模块中，并且通过无线通讯模块将所述检测到的次数及对应的检测时 间上传到所述服务终端。以使得通过对摆动角度大于预设的角度的次数的记 录，了解用户的坐姿习惯，尤其是儿童，具有较好的预防警示作用。

进一步的，作为优选的，所述图像处理模块还包括:第五单元，用于对用 于在检测到所述摆动角度小于预设的角度后的累积时长超过预设的时长时， 将所述累积时长设定为学习时段，并根据预设的时间段内累积的所述学习时 段得到学习时长，且通过所述无线通讯模块将所述学习时段和所述学习时长 传输给所述服务终端。从而通过这种设置方式，可得到非常有效的学习时段， 以使得用户、用户的家长或用户的老师等能够较好的了解相关的学习情况， 对家长或老师而言起到积极的监督和督促作用，此外，对用户而言，还可以作为制定学习计划或工作计划的参考，以达到劳逸结合的目的。

进一步的，作为优选的，所述图像处理模块还包括:第六单元，用于对用 于在设定的时长内检测到累积的所述学习时段大于预设的疲劳时长时，向所 述语音播放模块发送疲劳指令，使所述语音播放模块发出提醒用户活动休息 的提示音，并将相应的信息通过无线通讯模块传输给服务终端。从而通过这 种主动提醒的方式，提醒用户进行活动，以实现护眼的目的，并通过服务终 端存储的数据，可便于家长或用户及时的了解疲劳用眼的情况，以及时作出 调整。

进一步的，作为优选的，所述语音播放模块、所述存储模块和所述图像 处理模块设置在所述底座内。

本发明还提供了一种基于智能台灯的坐姿纠偏方法，包括上述具有智能 台灯，还包括以下步骤：

步骤S1：所述服务终端在接收确认指令后，通过所述无线通讯模块向图 像处理模块发送录入指令，以通过所述摄像头模块获取所述标准人脸图像， 并存储在存储模块中；

步骤S2:所述图像处理模块根据预设的匹配规则对摄像头模块实时获取 的所述用户人脸图像与所述标准人脸图像进行识别匹配，并在匹配成功后进 入步骤S3；

步骤S3:所述图像处理模块通过预设的识别规则对所述用户人脸图像与 所述标准人脸图像进行识别对比，获得用户脸部相对标准坐姿所对应的脸部 之间的摆动角度，并确定用户脸部的摆动方位；

步骤S4：所述图像处理模块在检测到摆动角度大于或等于预设的角度时， 向所述语音播放模块发送相应的指令，以使语音播放模块播放坐姿提升语音。

通过该坐姿纠偏方法，可有效实现用户的坐姿纠偏，提升不良坐姿的识 别精度，提升用户的体验。

进一步的，在步骤S3中还包括以下步骤：步骤S31：通过所述预设的识 别规则对所述用户人脸图像和所述标准人脸图像进行五官定位，并获取相应的 关键点坐标；步骤S32：将所述关键点坐标输入预设的人脸样本模型，以生成 相应的人脸立体面部模型；步骤S33：将所述用户人脸图像对应生成的实时人 脸立体面部模型与所述标准人脸图像对应生成的人脸立体面部模型进行对比 计算，获得所述摆动角度和所述摆动方位。

进一步的，在步骤S32中还包括以下步骤：步骤S321：通过面部特征框 提取算法对所述用户人脸图像和所述标准人脸图像进行识别处理得到实时的 面部特征框和标准面部特征框；步骤S322：将所述实时的面部特征框与所述 标准面部特征框进行对比计算得到修正系数；步骤S323：根据所述修正系数 对所述关键点坐标进行修正，获得修正后的关键点坐标。

进一步的，还包括步骤S5：图像处理模块在检测到所述摆动角度小于预 设的角度后的累积时长超过预设的时长时，将所述累积时长设定为学习时段， 并根据预设的时间段内累积的所述学习时段得到学习时长，且通过所述无线 通讯模块将所述学习时段和所述学习时长传输给所述服务终端。

进一步的，还包括步骤S6：所述图像处理模块在设定的时长内检测到累 积的所述学习时段大于预设的疲劳时长时，向所述语音播放模块发送疲劳指 令，使所述语音播放模块发出提醒用户活动休息的提示音，并将相应的信息 通过无线通讯模块传输给服务终端。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申 请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1：本发明第一实施例中智能台灯的结构示意图；

图2：本发明第一实施例中智能台灯的摆放示意图；

图3：本发明第一实施例中智能台灯的电路模块方框图；

图4：本发明第三实施例中智能台灯的电路模块方框图；

图5：本发明第六实施例中坐姿纠偏方法的工作流程图；

图6：本发明第六实施例中获取摆动角度和摆动方位的工作流程 图；

图7：本发明第七实施例中修正后的关键点坐标的工作流程图；

附图标记：摄像头模块-1；底座-2；立柱-3；灯罩-4。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一 步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

如图1和图3所示，本发明的第一实施例提供了一种智能台灯，主要 是由包括摄像头模块1、语音播放模块、存储模块、图像处理模块和无线通 讯模块等构成部件。其中，图像处理模块与摄像头模块1、语音播放模块及 存储模块电性连接，且在本实施例中的图像处理模块优选为单片机芯片。

并且，如图1所示，无线通讯模块与图像处理模块和服务终端通讯连接。 其中，本实施例中的图像处理模块包括：

第一单元，用于通过无线通讯模块接收服务终端发送的录入指令后，向 摄像头模块发送拍摄指令，以获取用户在标准坐姿下的标准人脸图像，并将 标准人脸图像存储在存储模块中。

第二单元，用于根据预设的匹配规则对摄像头模块实时获取的用户人脸 图像与标准人脸图像进行识别匹配，并且在匹配成功后，通过预设的识别规 则对实时获取的用户人脸图像与标准人脸图像进行识别对比，得到用户脸部 相对标准坐姿所对应的脸部产生的摆动角度和摆动方位，并在检测到摆动角 度大于或等于预设的角度时，向语音播放模块发送相应的指令，以使语音播 放模块播放坐姿提示语音。

通过上述内容可知，由于智能台灯中设有无线通讯模块，并且可通过无 线通讯模块与服务终端通讯连接，因此在使用前，可通过服务终端确认用户 的标准坐姿，并通过摄像头模块获取用户的标准坐姿图像，并将用户的标准 坐姿存储在存储模块中，以提升智能台灯对用户的坐姿进行实时检测时的准 确性，同时，用户在使用智能台灯时，无需借助额外的设备进行配合，从而 可较好的提升用户的体验。并且，通过图像处理模块和摄像头模块之间的信 号传输，使得图像处理模块计检测到用户脸部相对标准坐姿所对应的脸部产生的摆动角度大于或等于预设的角度时，向语音播放模块发送相应的指令。 相比现有技术中的其他检测方法，能够准确的对用户的不良坐姿进行识别， 较好的降低误检或漏检的概率。

此外，由于本实例中的智能台灯采用检测实时的人脸图像与标准人脸图 像之间的摆动角度和摆动方位，可较好的反映出用户脸部以至人体头部的实 际摆动角度，以提升其对用户不良坐姿的检测精度。

具体地说，在本实施例中，上述智能台灯主要是由底座2、设置在底座2 上的立柱3、设置在立柱3上的灯罩4构成。并且。作为优选的方式，摄像 头模块1设置在立柱3内，且邻近底座2设置，以使得摄像头模块1的照射 方向，如图1中A所示的方向，与底座2的底面之间形成一夹角，确保摄像 头模块1的照射方向可以垂直或近似垂直用户的脸部，从而可提升坐姿识别 的精度。

并且，在本实施例中，摄像头模块设置于立柱上并邻近底座的位置，且 上述夹角为20度～30度，以使得用户在保持正确坐姿时，用户的脸部能够较 容易地与摄像头模块1的照射方向垂直，并确保智能台灯在初始化时通过摄 像头模块1获取的用户人脸图像为标准的人脸图像。通常此时的人体头部处 于较好的坐姿。另外，值得一提的是，在本实施例中，上述夹角可以较佳地 优选为25度。

为了满足实际应用中的设计需求，如图2所示，摄像头模块1位于立柱3 内并邻近底座2的位置，以使得用户在将智能台灯位于人脸的左前方，或右 前方35度以内位置放置于书桌上时，摄像头模块1能够最大限度地与摄像头 模块1的照射方向垂直。

为了使得用户的人脸尽可能的垂直于摄像头模块1的照射方向，即位于 良好的坐姿下，上述图像处理模块还包括:第三单元，用于在检测到实时的用 户脸部作水平转动、垂直转动或在水平方向和垂直方向上同时转动时，即检 测到其在不同的方向上的摆动角度超过预设的角度时，根据摆动的方位分别 向语音播放模块发送相应的指令，以提升用户的体验。

例如，当图像处理模块在检测到用户脸部在垂直方向上向上摆动的角度 大于预设的角度时，向语音播放模块发送第二指令，使得语音播放模块接收 第二指令后，播放“请调整姿势，请头部微倾”等声音；

当图像处理模块在检测到用户脸部在水平方向上向左摆动的角度大于预 设的角度时，向语音播放模块发送第三指令，使得语音播放模块接收第三指 令后，播放“请调整姿势，请头部向右转”等声音；

当图像处理模块在检测到用户脸部在水平方向上向右摆动的角度大于预 设的角度时，向语音播放模块发送第四指令，使得语音播放模块接收第三指 令后，播放“请调整姿势，请头部向左转”等声音；

当图像处理模块在检测到用户脸部在水平方向上向左摆动且垂直方向上 向下摆动的角度均大于预设的角度时，向语音播放模块发送第五指令，使得 语音播放模块接收第五指令后，播放“请调整姿势，请头部向右上方转动” 等声音；

当图像处理模块在检测到用户脸部在水平方向上向右摆动且垂直方向上 向下摆动的角度均大于预设的角度时，向语音播放模块发送第六指令，使得 语音播放模块接收第六指令后，播放“请调整姿势，请头部向左上方转动” 等声音。

并且，作为进一步的优选，上述预设的角度可以为15度，从而使得图像 处理模块在检测到用户脸部在不同摆动方位上的摆动角度超过15度时，则向 语音播放模块发送的对应指令，从而通过语音播放模块播放相应的提示音的 方式，如“请调整姿势，请头部水平转动”等，以提醒用户较好的调整自身 的坐姿，防止用户脸部的摆动角度过大而导致产生不良的坐姿，并使得用户 的脸部可以在合理的范围内进行适当的微调。

另外，值得一提的是，在本实施例中，为了便于智能台灯的装配，上述 语音播放模块、存储模块和图像处理模块均设置在底座2内。

另外，值得一提的是，在本实施例中，上述服务终端还包括：与无线通 讯模块通讯连接的互联网服务器、与互联网服务器通讯连接的移动终端，其 中，互联网服务器可以是无线路由、互联网终端后台等，而移动终端可以优 选为手机、平板等用户仅需下载相关的APP软件，即可通过APP来确认用户 的标准坐姿。并且，可通过本实施例中的服务终端确认多个不同用户的标准 坐姿，以满足一台多用的需求，并且在使用该智能台灯的用户不同时，无需 进行重新设置，因此可极大的提高用户的体验。

此外，值得一提的是，较佳地，本实施例中的摄像头模块可以优选为 camera，语音播放模块可以优选为扬声器,存储模块可以优选为内置存储设备 等。并且，作为优选的一种方式，该智能台灯中的图像处理模块、摄像头模 块、语音播放模块及存储模块还均与智能台灯的控制开关电性连接，以在智 能台灯开启时通电，而在智能台灯关闭时断电。并且，本实施例中的图像处 理模块可以为微处理芯片、单片机等。

本发明的第二实施例提供了一种智能台灯，本第二实施例是对第一实施 例大致相同，其不同之处，在本实施例中，无线通讯模块优选为蓝牙模块、 wifi模块、Zigbee模块中的任一种，而服务终端优选为手机、平板等移动终 端。从而使得用户无须联网，通过无线通讯模块与服务终端之间的通讯连接， 也可确认用户的标准坐姿，实现移动终端与智能台灯之间的信息传输，并可 通过移动终端可间接的将用户，尤其是儿童在使用智能台灯过程中，产生不 良坐姿的次数及相应的时间传输至互联网服务终端，实现信息共享，从而可 较好地帮助家长或亲友了解到儿童的眼睛、脊椎等身体健康及学习情况，便 于对其进行疏导，让儿童养成良好的习惯。

本发明的第三实施例提供了一种智能台灯，本第三实施例是对 上述任一实施例的进一步改进，其改进之在于，如图4所示，在本实 施例中，智能台灯还包括：光线传感器，设置在底座2内并与图像处 理模块电性连接，用于检测外部环境的强度。其中，图像处理模块在 光线传感器检测到的强度大于预设的强度时，向与图像处理模块电性 连接并设置在灯罩4上的LED光源模组发送对应的强度控制信号。 从而使得LED光源模组发出的光源能够根据外部环境中的光线强弱 自适应的进行调节，以较好的保护用户的视力。

本发明的第四实施例提供了一种智能台灯，本实施例是对上述任一实施 例的进一步改进，其改进之处在于：图像处理模块包括：第四单元，用于对 摆动角度大于预设的角度的次数进行检测，并将累计检测到的次数记录在存 储模块中，并且通过无线通讯模块将检测到的次数及对应的检测时间上传到 服务终端。以使得通过对摆动角度大于预设的角度的次数的记录，了解用户 的坐姿习惯，尤其是儿童，具有较好的预防警示作用。

并且，图像处理模块还包括：第五单元，用于在检测到摆动角度小于预 设的角度后累积时长超过预设的时长时，将累积时长设定为学习时段，并根 据如6小时、12小时、24小时等预设的时段内累积的学习时段得到学习时长， 以通过无线通讯模块传输给服务终端。从而通过这种设置方式，可得到非常 有效的学习时段，以使得用户、用户的家长或用户的老师等能够较好的了解 相关的学习情况，对家长或老师而言起到积极的监督和督促作用，此外，对 用户而言，还可以作为制定学习计划或工作计划的参考，以达到劳逸结合的目的。

本发明的第五实施例提供了一种智能台灯，本实施例是对第四实施例的 进一步改进，其改进之处在于：图像处理模块还包括：第六单元，用于在设 定的时长内检测到累积学习时段所得到的工作时长大于预设的疲劳时长，如 1小时、2小时等预设的疲劳时长时，向语音播放模块发送疲劳指令，使语音 播放模块在接收疲劳指令后，播放提醒用户活动休息的坐姿提示音，并将相 应的信息，如发送疲劳指令的次数、疲劳的时长等通过无线通讯模块传输给 服务终端。从而通过这种主动提醒的方式，提醒用户进行活动，以实现护眼 的目的，并通过服务终端存储的数据，可便于家长或用户及时的了解疲劳用 眼的情况，以及时作出调整。

本发明的第六实施例提供了一种坐姿纠偏方法，包括上述任一实施例中 的智能台灯。

具体地说：如图5所示，本实施例中坐姿纠偏方法包括以下步骤：

步骤S1：通过服务终端确认标准人脸图像，并通过无线通讯模块向图像 处理模块发送录入指令，以通过图像处理模块获取用户在标准坐姿下的标准 人脸图像，并将标准人脸图像存储在存储模块中；

步骤S2:图像处理模块根据预设的匹配规则对摄像头模块实时获取的用 户人脸图像与标准人脸图像进行识别匹配，并在匹配成功后进入步骤S3；

步骤S3：图像处理模块通过预设的识别规则对用户人脸图像与标准人脸 图像进行识别对比，获得用户脸部相对标准坐姿所对应的脸部实时产生的摆 动角度和摆动方位；

步骤S4：图像处理模块在检测到摆动角度大于或等于预设的角度时，向 语音播放模块发送相应的指令，以使语音播放模块播放提示语音。

由上可知，通过上述坐姿纠偏方法，可有效实现用户的坐姿纠偏，提升 不良坐姿的识别精度，提升用户的体验。

详细地，在步骤S1中还包括以下子步骤：

在服务终端上注册相应的用户账号，并在存储模块上生成与该用户账号 对应的数据库；

在服务终端上登录相应的账号后，通过服务端确认注册用户的标准人脸 图像，并通过无线通讯模块向图像处理模块分别发送对应的录入指令，以获 取对应的标准人脸图像，并将该标准人脸图像存储在该用户账号对应的数据 库中。以满足不同用户的登录及使用需求，提升该智能台灯的利用率。

图像处理模块通过无线通讯模块再次接收同一录入指令时，使拍摄模块 所获取的标准人脸图像替换并覆盖该用户账号的数据库中在先存储的标准人 脸图像，以便于用户对自身标准坐姿的图像进行修正。

另外，值得一提的是，在步骤S4中还包括以下步骤：图像处理模块在向 语音播放模块发送指令前，根据对应的用户账号在存储模块中生成带有用户 账号信息的语音信息；

语音播放模块在接收指令后，播放带有用户账号信息的语音信息。以使 得多个用户使用该智能台灯时，智能台灯可独立对用户发出个性化的提示语 音，以提升用户的体验，并防止误判的现象。比如，其中的一个用户的坐姿 为良好坐姿，而另一个用户的坐姿为不良坐姿，通过该播放带有用户账号信 息的语音信息实现独立的提醒。

例如，用户账号名称为xx，则图像检测模块在检测到该用户的姿势为不 良坐姿，即摆动角度大于预设的角度时，根据该用户对应的用户账号，生成 “请xx调整姿势，头部向左转”等带有用户账号信息，如名称，标题等的语 音信息。

进一步详细地，在步骤S2中还包括以下子步骤：

S21：图像处理模块对摄像头模块获取的视频通过面部轨迹跟踪和视频动 态解析技术进行分解和分析，并将分解后的每一帧图像或选取不同区间段的 帧图像进行人脸面部特征检测。

S22：图像处理模块将人脸面部特征检测出的用户人脸图像依次与数据库 中存储的单张标准人脸图像或两张以上不同用户的标准人脸图像进行识别匹 配，并在匹配成功后进入步骤S3；

由此可知，通过上述步骤可以实现对单个用户的个性化识别和坐姿判断， 或者在一个智能台灯上实现对不同用户的个性化识别和坐姿判断。

进一步详细地，如图6所示，在步骤S3中还包括以下子步骤：

步骤S31：通过预设的识别规则对用户人脸图像和标准人脸图像进行五官 定位，如耳部、脸框部、眼部、鼻部等可以构成面部轮廓点的特征点进行定位， 并获取相应的关键点坐标；

步骤S32：将关键点坐标输入预设的人脸样本模型，生成相应的人脸立体 面部模型；

步骤S33：将用户人脸图像对应生成的实时人脸立体面部模型与标准人脸 图像对应生成的人脸立体面部模型进行对比计算，获得摆动角度和摆动方位。

通过上述生成面部轮廓的方法，可以提升用户脸部的摆动角度和摆动方 位的识别精度，并可实现对不同用户坐姿的识别，以提升智能台灯的利用率。

此外，值得一提的是，在本实施例中，在步骤S33中还包括以下步骤：对 生成的实时人脸立体面部模型进行五官判断，得到摆动方位，即通过人脸立体 面部模型计算出用户头部的姿态，并通过设置相应的判定阈值来判定。

例如当图像处理模块检测出人脸立体面部模型的左脸部面积小于第一预 设的阈值，则判定用户的摆动方位为水平向左转动。

当图像处理模块检测出人脸立体面部模型的右脸部面积小于第二预设的 阈值，则判定用户的摆动方位为向右转动。

当图像处理模块检测出人脸立体面部模型的左脸部面积和右脸部面积同 时大于第三预设的阈值时，则判定用户的摆动方位为垂直向上转动。

当图像处理模块检测出人脸立体面部模型的左脸部面积和右脸部面积同 时小于第四预设的阈值时，则判定用户的摆动方位为垂直向下转动。

当图像处理模块检测出人脸立体面部模型的左脸部面积小于第五预设的 阈值，且右脸部面积大于第六预设的阈值时，则判定用户的摆动方位为沿水平 方向向左，且同时垂直方向下转动。

当图像处理模块检测出人脸立体面部模型的左脸部面积小于第七预设的 阈值，且右脸部面积大于第八预设的阈值时，则判定用户的摆动方位为沿水平 方向向右，且同时垂直方向下转动。

此外，需要说明的是，本实施例中的图像处理模块也可通过判断左脸部 和右脸部的关键点的数量是否大于预设的阈值，来判定人体立体面部模型的 摆动方位，因此，本实施例对于如何判定用户脸部的摆动方位不作具体的限 定。

另外，在本实施例中，在步骤S4后还包括以下步骤S5:

步骤S5:图像处理模块在检测到摆动角度小于预设的角度后的累积时长 超过预设的时长时，将累积时长设定为学习时段，并根据如6小时、12小时、 24小时等预设的时间段内累积的学习时段得到学习时长，以通过无线通讯模 块将学习时段和学习时长传输给服务终端。

由此可知，通过这种设置方式，可得到非常有效的学习时段，以使得用 户、用户的家长或用户的老师等能够较好的了解相关的学习情况，对家长或 老师而言起到积极的监督和督促作用，此外，对用户而言，还可以作为制定 学习计划或工作计划的参考，以达到劳逸结合的目的。

并且，在本实施例中，在步骤S5后还包括以下步骤S6：

步骤S6：图像处理模块在设定的时长内检测到累积的学习时段大于预设 的疲劳时长时，向语音播放模块发送疲劳指令，使语音播放模块发出提醒用 户活动休息的提示音，并将相应的信息，如发送疲劳指令的次数、疲劳的时 长等通过无线通讯模块传输给服务终端。

由上可知，通过上述方式，可以主动提醒用户及时护眼，注意休息，并 通过服务终端存储的数据，可便于家长或用户及时的了解疲劳用眼的情况， 从而及时作出调整。

此外，需要说明的是，在本实施例中，用户在使用智能台灯前，可预先 进行相关的操作，如保持用户的标准坐姿后，将智能台灯放置于书桌上，并 确保智能台灯位于用户脸部的左前方或右前方35度，以使得摄像头模块1能 够最大限度地拍摄到用户的脸部的整体轮廓。

本发明的第七实施例提供了一种坐姿纠偏方法，本实施例是对上述第五 实施例的进一步改进，其改进之处在于，在本实施例中，如图7所示，在步 骤S32中还包括以下子步骤：

步骤S321：通过面部特征框提取算法对用户人脸图像和标准人脸图像进 行识别处理得到实时的面部特征框和标准面部特征框；

步骤S322：将实时的面部特征框与标准面部特征框进行对比计算得到修 正系数；

步骤S323：根据修正系数对关键点坐标进行修正，获得修正后的关键点 坐标。

由此可知，通过上述方法可避免人体脸部在前后移动时产生的图像缩放 而导致检测的精度不准，此外，通过识别人体面部的特征点，并拟合人体面 部的轮廓数据的方式，可降低存储的空间，缩短计算时间，提高计算效率， 降低相关设备的配置要求等优点。

此外，需要说明的是，本实施例中对于每一帧图像进行人脸面部特征检 测的方法还可采用其他的方式，而本实施例对此不作具体的限定和说明。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限定，仅仅参照较佳实 施例对本发明进行了详细说明。本领域的普通技术人员应当理解，可以对 本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神 和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围。

Claims (15)

1.一种智能台灯，包括：摄像头模块、语音播放模块、存储模块、图像处理模块，其中，所述图像处理模块与所述摄像头模块、所述语音播放模块及所述存储模块均电性连接，其特征在于，

还包括：无线通讯模块，且所述无线通讯模块与所述图像处理模块和服务终端通讯连接；

其中，所述图像处理模块包括：

第一单元，用于通过所述无线通讯模块接收所述服务终端发送的录入指令，以通过所述摄像头模块获取用户在标准坐姿下的标准人脸图像，并存储在所述存储模块中；

第二单元，用于根据预设的匹配规则对所述摄像头模块实时获取的用户人脸图像与所述标准人脸图像进行识别匹配，并且在匹配成功后，通过预设的识别规则对所述用户人脸图像与所述标准人脸图像进行对比处理，得到用户脸部相对标准坐姿所对应的脸部实时产生的摆动角度和摆动方位，并在检测到所述摆动角度大于或等于预设的角度时，向所述语音播放模块发送相应的指令，以使所述语音播放模块播放坐姿提示语音。

2.根据权利要求1所述的智能台灯，其特征在于，所述智能台灯包括：底座、设置在所述底座上的立柱、设置在所述立柱上的灯罩；

其中，所述摄像头模块设置在所述立柱内，且所述摄像头模块的照射方向与所述底座的底面之间形成一夹角。

3.根据权利要求2所述的智能台灯，其特征在于，所述摄像头模块设置在所述立柱上，且所述夹角为20度～30度。

4.根据权利要求1所述的智能台灯，其特征在于，所述预设的角度为15度。

5.根据权利要求1所述的智能台灯，其特征在于，所述图像处理模块还包括:第三单元，用于在检测到所述用户人脸图像相对所述标准人脸图像作垂直转动、水平转动及水平和垂直方向上的同时转动时，根据所述摆动方位分别向所述语音播放模块发送不同的指令。

6.根据权利要求1所述的智能台灯，其特征在于，所述服务终端包括：

与无线通讯模块通讯连接的互联网服务器、与所述互联网服务器通讯连接的移动终端。

7.根据权利要求1所述的智能台灯，其特征在于，所述无线通讯模块为蓝牙模块、wifi模块、Zigbee模块中的任一种；

所述服务终端为移动终端。

8.根据权利要求1所述的智能台灯，其特征在于，所述图像处理模块还包括:第四单元，用于对所述摆动角度大于预设的角度的次数进行检测，并将累计检测到的次数记录在所述存储模块中，并且通过无线通讯模块将所述检测到的次数及对应的检测时间上传到所述服务终端。

9.根据权利要求1所述的智能台灯，其特征在于，所述图像处理模块还包括：第五单元，用于在检测到所述摆动角度小于预设的角度后的累积时长超过预设的时长时，将所述累积时长设定为学习时段，并根据预设的时间段内累积的所述学习时段得到学习时长，且通过所述无线通讯模块将所述学习时段和所述学习时长传输给所述服务终端。

10.根据权利要求9所述的智能台灯，其特征在于，所述图像处理模块还包括：第六单元，用于在设定的时长内检测到累积的所述学习时段大于预设的疲劳时长时，向所述语音播放模块发送疲劳指令，使所述语音播放模块发出提醒用户活动休息的提示音，并将相应的信息通过无线通讯模块传输给服务终端。

11.一种基于智能台灯的坐姿纠偏方法，包括上述权利要求1至10中任一项所述的智能台灯，其特征在于，还包括以下步骤：

步骤S1：所述服务终端在接收确认指令后，通过所述无线通讯模块向图像处理模块发送录入指令，以通过所述摄像头模块获取所述标准人脸图像，并存储在存储模块中；

步骤S2:所述图像处理模块根据预设的匹配规则对摄像头模块实时获取的所述用户人脸图像与所述标准人脸图像进行识别匹配，并在匹配成功后进入步骤S3；

步骤S3:所述图像处理模块通过预设的识别规则对所述用户人脸图像与所述标准人脸图像进行识别对比，获得用户脸部相对标准坐姿所对应的脸部之间的摆动角度，并确定用户脸部的摆动方位；

步骤S4：所述图像处理模块在检测到摆动角度大于或等于预设的角度时，向所述语音播放模块发送相应的指令，以使语音播放模块播放提示语音。

12.根据权利要求11所述的一种基于智能台灯的坐姿纠偏方法，其特征在于，在步骤S3中还包括以下步骤：

步骤S31：通过所述预设的识别规则对所述用户人脸图像和所述标准人脸图像进行五官定位，并获取相应的关键点坐标；

步骤S32：将所述关键点坐标输入预设的人脸样本模型，以生成相应的人脸立体面部模型；

步骤S33：将所述用户人脸图像对应生成的实时人脸立体面部模型与所述标准人脸图像对应生成的人脸立体面部模型进行对比计算，获得所述摆动角度和所述摆动方位。

13.根据权利要求12所述的一种基于智能台灯的坐姿纠偏方法，其特征在于，在步骤S32中还包括以下步骤：

步骤S321：通过面部特征框提取算法对所述用户人脸图像和所述标准人脸图像进行识别处理得到实时的面部特征框和标准面部特征框；

步骤S322：将所述实时的面部特征框与所述标准面部特征框进行对比计算得到修正系数；

步骤S323：根据所述修正系数对所述关键点坐标进行修正，获得修正后的关键点坐标。

14.根据权利要求11所述的一种基于智能台灯的坐姿纠偏方法，其特征在于，还包括步骤S5：图像处理模块在检测到所述摆动角度小于预设的角度后的累积时长超过预设的时长时，将所述累积时长设定为学习时段，并根据预设的时间段内累积的所述学习时段得到学习时长，且通过所述无线通讯模块将所述学习时段和所述学习时长传输给所述服务终端。

15.根据权利要求11所述的一种基于智能台灯的坐姿纠偏方法，其特征在于，还包括步骤S6：所述图像处理模块在设定的时长内检测到累积的所述学习时段大于预设的疲劳时长时，向所述语音播放模块发送疲劳指令，使所述语音播放模块发出提醒用户活动休息的提示音，并将相应的信息通过无线通讯模块传输给服务终端。