CN113486789A - 基于脸部面积的坐姿检测方法、电子设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于脸部面积的坐姿检测方法、电子设备及存储介质，方法包括：通过摄像头采集待检测对象的第一脸部图像；根据所述第一脸部图像，计算所述待检测对象的第一脸部面积；在所述第一脸部面积超出脸部面积允许范围的情况下，发送坐姿纠正提醒消息。

Description

基于脸部面积的坐姿检测方法、电子设备及存储介质

技术领域

本发明涉及图像处理领域，尤其涉及一种基于脸部面积的坐姿检测方法、电子设备及存储介质。

背景技术

随着移动互联网的普及，手机等移动终端设备已经成为人们生活中密不可分的一部分，与此同时，更多地挖掘手机终端的便捷功能具有一定的现实意义和应用价值。当今社会，人们越来越注重身体健康的重要性，尤其是对于拼搏的年轻人，无论在工作还是学习中，不可避免地需要长期养成一个良好的坐姿习惯。目前，市面上已经出现较多的坐姿矫正器、护腰等纯物理保护设备，并且具有相当大的市场。然而，传统的纯物理坐姿矫正设备占据空间，一方面影响衣服的穿着，另一方面家长也很难起到监督的作用。同时，用户需要花费一定的物质条件去购买。纯物理坐姿矫正设备只能做到一定范围的强制矫正，而不具有更加人性化的智能监督提醒功能。

在公开号为CN110334631A的中国专利公开文件中公开了一种基于人脸检测与二值运算的坐姿检测方法，首先采集标准坐姿图片；再判别检测环境的亮度是否在可检测范围内，对于范围外的图片进行预处理；利用Adaboost人脸检测算法定位标准坐姿头部位置，并用该位置信息设置检测容限；检测用户坐姿是否超出检测容限，超出情况下首先检测是否为前倾或后倾的错误坐姿，若前后方向无错误坐姿，则利用标准图像与实时图像的二值图像相减并分块，检测是否为左倾或右倾的错误坐姿。但该方案中，检测容限仅基于标准坐姿头部位置进行设置，未考虑到其他因素，可能会影响坐姿检测结果的准确性。

发明内容

本发明实施例提供一种基于脸部面积的坐姿检测方法、电子设备及存储介质，能够解决现有的坐姿矫正设备不能智能地根据用户与电子设备的位置关系提示正确坐姿的问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种基于脸部面积的坐姿检测方法，包括：

通过摄像头采集待检测对象的第一脸部图像；

根据所述第一脸部图像，计算所述待检测对象的第一脸部面积；

在所述第一脸部面积超出脸部面积允许范围的情况下，发送坐姿纠正提醒消息。

第二方面，本发明实施例提供了一种电子设备，包括：第一采集模块，用于通过摄像头采集待检测对象的第一脸部图像；

第一计算模块，用于根据所述第一脸部图像，计算所述待检测对象的第一脸部面积；

发送模块，用于在所述第一脸部面积超出脸部面积允许范围的情况下，发送坐姿纠正提醒消息。

第三方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如第一方面的基于脸部面积的坐姿检测方法的步骤。

第四方面，本发明实施例提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如第一方面的基于脸部面积的坐姿检测方法的步骤。

在本发明的实施例中，通过实时采集的用户当前坐姿下的脸部面积，并与脸部面积允许范围进行比较，当超出脸部面积允许范围时则认为用户当前的坐姿不正确，并提醒用户进行矫正，从而实现简单有效的坐姿检测，且可保证检测准确性。本发明可对用户的坐姿进行检测，且可根据检测结果提醒用户矫正坐姿，便于用户在日常生活中养成良好的坐姿习惯，可提升终端功能吸引率，增强用户粘性。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种基于脸部面积的坐姿检测方法的流程示意图；

图2为本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种电子设备的硬件结构示意图；

图4为本发明实施例提供的待检测对象在标准坐姿下的第二脸部图像的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施，且“第一”、“第二”等所区分的对象通常为一类，并不限定对象的个数，例如第一对象可以是一个，也可以是多个。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

如背景技术部分，现有的纯物理坐姿矫正设备占据空间，且不具备智能监督提醒功能。为了解决该问题，本发明实施例提供了一种基于脸部面积的坐姿检测方法，可应用于电子设备，如手机，参见图1，图1示出了本发明实施例提供的一种基于脸部面积的坐姿检测方法的流程示意图；该方法包括：

S101：通过摄像头采集待检测对象的第一脸部图像；

通过终端(如手机)的前置摄像头采集用户在当前坐姿下的图像。

S102：根据所述第一脸部图像，计算所述待检测对象的第一脸部面积；

本实施例中，可采用人脸识别技术，如点阵梯度的图像处理方法，获取该第一脸部图像中用户的脸部面积。

S103：在所述第一脸部面积超出脸部面积允许范围的情况下，发送坐姿纠正提醒消息。

可通过振动提醒的方式或在屏幕上弹出弹窗的方式进行提醒，弹窗内可显示出纠正方案。还可结合人工智能技术，设置语音提示功能，给出人性化提醒与坐姿矫正建议。

进一步地，系统提供功能开关给用户，让用户可以随时关闭或重新打开提醒功能。

本实施例中，通过实时采集的用户当前坐姿下的脸部面积，并与脸部面积允许范围进行比较，当超出脸部面积允许范围时则认为用户当前的坐姿不正确，并提醒用户进行矫正，从而实现简单有效的坐姿检测。终端提供智能的振动提醒功能和语音提示功能，并且弹出智能纠正方案的提示框，更加人性化地智能提醒用户矫正不正确的坐姿。

在本发明的一些实施方式中，在步骤S101之前，该方法还包括：

S001：通过摄像头采集所述待检测对象在标准坐姿下的第二脸部图像；

通过终端(如手机)的前置摄像头采集用户在标准坐姿下的图像，如图4所示。

其中，所述标准坐姿为满足预设的坐姿要求的坐姿，不同场景下的坐姿要求可不同，坐姿要求可根据现有的坐姿规范得到。例如，当场景为学习时，对应的坐姿要求可设为“眼睛离课本距离一尺；胸距课桌距离一拳；指尖距笔尖距离一寸”或“上身：头正、肩平、身正、立腰挺胸，胸口里桌沿一拳(大约10厘米)左右；下身：臀部坐在椅子或凳子上，两腿上半部(即大腿部分)自然平放，从膝盖以下的小腿部分自然垂直。两脚自然平放在地上”。当场景为电脑前工作时，对应的坐姿要求可设为“上半身应保持颈部直立，使头部获得支撑，两肩自然下垂，上臂贴近身体，手肘弯曲呈90度，操作键盘或滑鼠，尽量使手腕保持水平姿势，手掌中线与前臂中线应保持一直线；下半身腰部挺直，膝盖自然弯曲呈90度，并维持双脚着地的坐姿”。

S002：根据所述第二脸部图像，计算第二脸部面积；

本实施例中，可采用人脸识别技术，如点阵梯度的图像处理方法，获取该第二脸部图像中用户的脸部面积，并保存。

S003：根据所述第二脸部面积和终端姿态，确定所述脸部面积允许范围。

其中，所述终端姿态包括终端屏幕与水平面的角度、终端屏幕与所述待检测对象脸部的距离。

对于多个用户，可分别记录单独个体的数据。同时，还可增加调整灵敏度功能，用户在开启该功能后可自由选择坐姿调整范围(即一定的坐姿允许范围)，对于不合理的调整范围具有调整校正功能。

本实施例中，通过获取标准坐姿时的脸部面积，并实时根据终端的状态确定标准坐姿下的脸部面积范围，避免终端状态对坐姿检测结果的影响，保证坐姿检测的准确性。

其中，为了便于用户了解坐姿要求，在一个可选的实施方式中，在步骤S001之前，还包括：

判断是否开启智能矫正坐姿功能，具体地，可由用户在系统设置中选择开启该功能，例如，用户在即将进行学习、阅读、坐在电脑面前工作等多种场景下，提前开启智能矫正坐姿功能。为了增加场景的多样性，用户也可以设定相应的时间或地理位置进行功能的自适应开启。

在确定开启智能矫正坐姿功能后，根据待检测对象的输入，确定场景，并显示所述场景对应的标准坐姿的指导信息。其中，所述指导信息包括所述场景对应的预设的坐姿要求。也就是说，可预先为不同场景设置不同的坐姿要求。

所述指导信息可以文字的形式呈现，也可以多媒体的形式呈现，如视频。本实施例中，系统提供不同场景下的教学视频，用户可选择不同场景下标准坐姿的指导示例，便于用户参考学习和调整标准的坐姿。用户可以按需要选择开启或关闭该指导环节。

本实施例中，通过提供不同场景下的标准坐姿的指导示例，便于用户参考学习和调整正确的坐姿。

在另一个可选的实施方式中，步骤S003包括：

通过陀螺仪获取所述终端屏幕与水平面的角度；具体地，通过终端中的陀螺仪，获取当前终端的摆放或手持状况，确定当前终端处于横屏状态还是竖屏状态，获取当前终端与地面(即水平面)的角度，并记录。

通过距离传感器获取所述终端屏幕与所述待检测对象脸部的距离；具体地，通过终端中的距离传感器，检测用户脸部与终端屏幕的距离，并记录。

根据所述待检测对象的第二脸部面积、所述角度和所述距离，计算所述终端姿态对应的脸部面积允许范围。

在进一步的一个实施例中，通过距离传感器获取终端屏幕与所述待检测对象脸部的距离之后，还包括：

判断所述距离是否小于预设的第一阈值或大于预设的第二阈值，即是否超过预设的阈值范围，若是，则关闭智能矫正坐姿功能，若否，则进行脸部面积允许范围的计算。优选地，所述第一阈值为12mm，所述第二阈值为85mm。

当用户脸部与终端屏幕过近或过远时，无法准确地获取用户脸部面积的变化，因此，本实施例中，当距离过小或过大时，则关闭智能矫正坐姿功能，避免检测错误。

在进一步的另一个实施例中，计算终端姿态对应的脸部面积允许范围具体包括：

分别根据第一公式和第二公式计算所述终端状态对应的最小脸部面积m_min和最大脸部面积m_max；根据最小脸部面积m_min和最大脸部面积m_max，即可获得所述终端状态对应的脸部面积允许范围[m_min,m_max]。

其中，所述第一公式为m_min＝m-[x/(n-n/90)]σ；所述第二公式为m_max＝m+[x/(n-n/90)]σ。m_min为所述终端姿态对应的最小脸部面积，m_max为所述终端姿态对应的最大脸部面积，m为所述第二脸部面积，n为终端屏幕与水平面的角度，x为终端屏幕与待检测对象脸部的距离，σ为浮动因子；

可选地，当数据量达到一定程度时，可以通过主动学习的方式对计算公式进行优化，经过反复训练得到浮动因子σ最优解，提升最终结果的精确性和可靠性。

其中，步骤S003和S101-103是实时进行的，即实时监测终端的摆放情况和与用户脸部的距离，动态调整脸部面积允许范围，并实时检测用户当前坐姿的脸部面积，然后对比二者数值并实时提醒。

通过本实施例基于脸部面积识别的智能坐姿矫正方案，可以方便地监控用户在不同坐姿情况下脸部面积变化，进而结合人工智能技术对用户进行人性化提醒并给出合理建议，方便在日常生活中养成一个良好的姿势，对于学生、上班族、养生一族都具有较大吸引力，可提升手机功能吸引率，增强用户粘性，并具有广阔的商业前景和应用价值。

基于上述坐姿检测方法实施例，相应地，本发明实施例还提供了一种电子设备，如图2所示，图2示出了本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图。该电子设备包括：

第一采集模块201，用于通过摄像头采集待检测对象的第一脸部图像；

第一计算模块202，用于根据所述第一脸部图像，计算所述待检测对象的第一脸部面积；

发送模块203，用于在所述第一脸部面积超出脸部面积允许范围的情况下，发送坐姿纠正提醒消息。

在一个可选的实施方式中，所述电子设备还包括：

第二采集模块，用于通过摄像头采集所述待检测对象在标准坐姿下的第二脸部图像；

第二计算模块，用于根据所述第二脸部图像，计算第二脸部面积；

确定模块，用于根据所述第二脸部面积和终端姿态，确定脸部面积允许范围；

其中，所述终端姿态包括终端屏幕与水平面的角度、终端屏幕与所述待检测对象脸部的距离，所述标准坐姿为满足预设的坐姿要求的坐姿。

在一个可选的实施方式中，所述确定模块包括：

第一获取子模块，用于通过陀螺仪获取所述终端屏幕与水平面的角度；

第二获取子模块，用于通过距离传感器获取所述终端屏幕与所述待检测对象脸部的距离；

计算子模块，用于根据所述待检测对象的第二脸部面积、所述角度和所述距离，计算所述终端姿态对应的脸部面积允许范围。

在一个可选的实施方式中，所述计算子模块用于：

分别根据第一公式和第二公式，计算所述终端姿态对应的最小脸部面积和最大脸部面积；

其中，所述第一公式为m_min＝m-[x/(n-n/90)]σ，所述第二公式为m_max＝m+[x/(n-n/90)]σ，m_min为所述终端姿态对应的最小脸部面积，m_max为所述终端姿态对应的最大脸部面积，m为所述第二脸部面积，n为终端屏幕与水平面的角度，x为终端屏幕与待检测对象脸部的距离，σ为浮动因子；

根据所述最小脸部面积和最大脸部面积，得到所述终端姿态对应的脸部面积允许范围。

本发明另一实施例提供一种计算机可读存储介质，所述可读存储介质上存储有程序或指令，该程序或指令被处理器执行时实现上述基于脸部面积的坐姿检测方法实施例中的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。

其中，所述处理器为上述实施例中所述的电子设备中的处理器。所述可读存储介质，包括计算机可读存储介质，如计算机只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等。本发明实施例另提供了一种芯片，所述芯片包括处理器和通信接口，所述通信接口和所述处理器耦合，所述处理器用于运行程序或指令，实现上述基于脸部面积的坐姿检测方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。

应理解，本发明实施例提到的芯片还可以称为系统级芯片、系统芯片、芯片系统或片上系统芯片等。

图3示出了本发明实施例提供的一种电子设备的硬件结构示意图。

该电子设备300包括但不限于：射频单元301、网络模块302、音频输出单元303、输入单元304、传感器305、显示单元306、用户输入单元307、接口单元308、存储器309、处理器310、以及电源311等部件。

本领域技术人员可以理解，电子设备300还可以包括给各个部件供电的电源(比如电池)，电源可以通过电源管理系统与处理器310逻辑相连，从而通过电源管理系统实现管理充电、放电、以及功耗管理等功能。图3中示出的电子设备结构并不构成对电子设备的限定，电子设备可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置，在此不再赘述。

应理解的是，本发明实施例中，输入单元304可以包括图形处理器(GraphicsProcessing Unit，GPU)3041和麦克风3042，图形处理器3041对在视频捕获模式或图像捕获模式中由图像捕获装置(如摄像头)获得的静态图片或视频的图像数据进行处理。显示单元306可包括显示面板3061，可以采用液晶显示器、有机发光二极管等形式来配置显示面板3061。用户输入单元307包括触控面板3071以及其他输入设备3072。触控面板3071，也称为触摸屏。触控面板3071可包括触摸检测装置和触摸控制器两个部分。其他输入设备3072可以包括但不限于物理键盘、功能键(比如音量控制按键、开关按键等)、轨迹球、鼠标、操作杆，在此不再赘述。存储器309可用于存储软件程序以及各种数据，包括但不限于应用程序和操作系统。处理器310可集成应用处理器和调制解调处理器，其中，应用处理器主要处理操作系统、用户界面和应用程序等，调制解调处理器主要处理无线通信。可以理解的是，上述调制解调处理器也可以不集成到处理器310中。

可选地，图形处理器3041，用于采集待检测对象的第一脸部图像；处理器310，用于根据所述第一脸部图像，计算所述待检测对象的第一脸部面积；在所述第一脸部面积超出脸部面积允许范围的情况下，发送坐姿纠正提醒消息。

综上所述，本发明提供的一种基于脸部面积的坐姿检测方法、电子设备及存储介质，通过获取标准坐姿时的脸部面积，并实时根据终端的状态确定正常坐姿下的脸部面积范围，避免终端状态对坐姿检测结果的影响；通过实时采集的用户当前坐姿下的脸部面积，并与当前终端状态下的脸部面积范围进行比较，当超出脸部面积范围时则认为用户当前的坐姿不正确，从而实现简单有效的坐姿检测，且可保证检测准确性；当检测到用户坐姿不正确时，通过振动提醒功能、文字提醒功能和语音提醒功能，人性化地智能提醒用户矫正不正确的坐姿。通过本发明的基于脸部面积识别和终端状态的智能坐姿矫正方案，可以方便地监控用户在不同坐姿情况下脸部面积变化，进而结合人工智能技术对用户进行人性化提醒并给出合理建议，便于用户在日常生活中养成良好的坐姿习惯，且可提升终端功能吸引率，增强用户粘性。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于脸部面积的坐姿检测方法，其特征在于，包括：

通过摄像头采集待检测对象的第一脸部图像；

根据所述第一脸部图像，计算所述待检测对象的第一脸部面积；

在所述第一脸部面积超出脸部面积允许范围的情况下，发送坐姿纠正提醒消息。

2.根据权利要求1所述的基于脸部面积的坐姿检测方法，其特征在于，所述通过摄像头采集待检测对象的第一脸部图像之前，所述方法还包括：

通过摄像头采集所述待检测对象在标准坐姿下的第二脸部图像；

根据所述第二脸部图像，计算第二脸部面积；

根据所述第二脸部面积和终端姿态，确定所述脸部面积允许范围；

其中，所述终端姿态包括终端屏幕与水平面的角度、终端屏幕与所述待检测对象脸部的距离，所述标准坐姿为满足预设的坐姿要求的坐姿。

3.根据权利要求2所述的基于脸部面积的坐姿检测方法，其特征在于，所述根据所述第二脸部面积和终端姿态，确定所述脸部面积允许范围，包括：

通过陀螺仪获取所述终端屏幕与水平面的角度；

通过距离传感器获取所述终端屏幕与所述待检测对象脸部的距离；

根据所述待检测对象的第二脸部面积、所述角度和所述距离，计算所述终端姿态对应的脸部面积允许范围。

4.根据权利要求3所述的基于脸部面积的坐姿检测方法，其特征在于，所述根据所述待检测对象的第二脸部面积、所述角度和所述距离，计算所述终端姿态对应的脸部面积允许范围，具体为：

分别根据第一公式和第二公式，计算所述终端姿态对应的最小脸部面积和最大脸部面积；

其中，所述第一公式为m_min＝m-[x/(n-n/90)]σ，所述第二公式为m_max＝m+[x/(n-n/90)]σ，m_min为所述终端姿态对应的最小脸部面积，m_max为所述终端姿态对应的最大脸部面积，m为所述第二脸部面积，n为终端屏幕与水平面的角度，x为终端屏幕与待检测对象脸部的距离，σ为浮动因子；

根据所述最小脸部面积和最大脸部面积，得到所述终端姿态对应的脸部面积允许范围。

5.一种电子设备，其特征在于，包括：第一采集模块，用于通过摄像头采集待检测对象的第一脸部图像；

第一计算模块，用于根据所述第一脸部图像，计算所述待检测对象的第一脸部面积；

发送模块，用于在所述第一脸部面积超出脸部面积允许范围的情况下，发送坐姿纠正提醒消息。

6.根据权利要求5所述的电子设备，其特征在于，还包括：

第二采集模块，用于通过摄像头采集所述待检测对象在标准坐姿下的第二脸部图像；

第二计算模块，用于根据所述第二脸部图像，计算第二脸部面积；

确定模块，用于根据所述第二脸部面积和终端姿态，确定脸部面积允许范围；

其中，所述终端姿态包括终端屏幕与水平面的角度、终端屏幕与所述待检测对象脸部的距离，所述标准坐姿为满足预设的坐姿要求的坐姿。

7.根据权利要求6所述的电子设备，其特征在于，所述确定模块包括：

第一获取子模块，用于通过陀螺仪获取所述终端屏幕与水平面的角度；

第二获取子模块，用于通过距离传感器获取所述终端屏幕与所述待检测对象脸部的距离；

计算子模块，用于根据所述待检测对象的第二脸部面积、所述角度和所述距离，计算所述终端姿态对应的脸部面积允许范围。

8.根据权利要求7所述的电子设备，其特征在于，所述计算子模块用于：

分别根据第一公式和第二公式，计算所述终端姿态对应的最小脸部面积和最大脸部面积；

其中，所述第一公式为m_min＝m-[x/(n-n/90)]σ，所述第二公式为m_max＝m+[x/(n-n/90)]σ，m_min为所述终端姿态对应的最小脸部面积，m_max为所述终端姿态对应的最大脸部面积，m为所述第二脸部面积，n为终端屏幕与水平面的角度，x为终端屏幕与待检测对象脸部的距离，σ为浮动因子；

根据所述最小脸部面积和最大脸部面积，得到所述终端姿态对应的脸部面积允许范围。

9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-4任一项所述的基于脸部面积的坐姿检测方法的步骤。

10.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1-4中任一项所述的基于脸部面积的坐姿检测方法中的各个步骤。

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