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专利号: 2022108944203
申请人: 聊城市飓风工业设计有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-04-07
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.用于儿童学习桌的坐姿监测的警示方法,其特征在于,该方法包括:实时获取的多帧正面图像及其对应的儿童的姿态图像,并获取儿童正面的标准姿态图像;

根据每帧姿态图像与标准姿态图像的对应像素点的灰度差值确定儿童姿态变动的异常姿态图像,获取异常姿态图像中的异常区域及其所在的人体部位,并获取异常区域在标准姿态图像中对应的标准区域;

根据异常区域及标准区域中每个像素点的位置计算异常区域内每个像素点的偏移角度、偏移距离;

根据每个异常区域内所有像素点的偏移角度、偏移距离计算对应帧异常姿态图像的坐姿异常程度;

根据相邻两帧异常姿态图像对应的异常区域中的像素点的灰度值计算两个异常区域的第一相似度,根据第一相似度确定人体部位相同的两相邻帧异常区域;

根据人体部位相同的两相邻帧异常区域内每个像素点的偏移角度、偏移距离计算该两个异常区域的第二相似度;根据人体部位相同的两相邻帧异常区域的第二相似度、第一相似度计算综合相似度;

对综合相似度大于预设的相似度阈值对应的两个异常区域的坐姿异常程度进行累加得到最终异常程度,根据最终异常程度及预设异常程度阈值确定异常坐姿并进行警示。

2.根据权利要求1所述的用于儿童学习桌的坐姿监测的警示方法,其特征在于,获取儿童正面的标准姿态图像的步骤包括:将儿童的所有帧姿态图像存储到数据库中;

通过用户从所有帧姿态图像中挑选一张儿童坐姿端正的姿态图像作为标准姿态图像。

3.根据权利要求1所述的用于儿童学习桌的坐姿监测的警示方法,其特征在于,根据标准姿态图像与每帧姿态图像中对应像素点的灰度差值确定儿童姿态变动的异常姿态图像的步骤包括:获取标准姿态图像与每帧姿态图像中对应像素点的灰度差值的平方值;

计算标准姿态图像与对应帧姿态图像中所有对应像素点灰度差值的平方值的和值并作为标准姿态图像与姿态图像的差异值;

将差异值大于预设的差异阈值的姿态图像作为异常姿态图像。

4.根据权利要求1所述的用于儿童学习桌的坐姿监测的警示方法,其特征在于,获取异常姿态图像中的异常区域及其所在的人体部位,并获取异常区域在标准姿态图像中对应的标准区域的步骤包括:将姿态图像中的人体部位分为头部部位与身体部位;

计算姿态图像与标准姿态图像的对应的二值图内的像素点的像素差值;

将像素差值大于预设阈值的像素点的集合记为异常区域;

确定异常区域所在的人体部位;

根据异常区域所在的人体部位确定该异常区域在标准姿态图像中对应的标准区域。

5.根据权利要求1所述的用于儿童学习桌的坐姿监测的警示方法,其特征在于,根据异常区域及标准区域中每个像素点的位置计算异常区域内每个像素点的偏移角度、偏移距离的步骤包括:在标准姿态图像及姿态图像上建立相同的坐标系;

获取异常区域中每个像素点在对应姿态图像上的坐标系中的坐标,并获取标准区域中每个像素点在对应的标准姿态图像上的坐标系中的坐标;

根据每两个对应像素点的坐标计算异常区域内对应像素点的偏移距离;

根据每两个对应像素点的横坐标差值与纵坐标差值的比值计算异常区域内对应像素点的偏移角度。

6.根据权利要求1所述的用于儿童学习桌的坐姿监测的警示方法,其特征在于,计算对应帧异常姿态图像的坐姿异常程度的公式:式中,表示异常姿态图像的异常区域的坐姿异常程度;

表示异常区域内像素点的数量;

表示异常区域内第 个像素点相对于标准区域中的对应像素点的偏移距离;

表示异常区域内第 个像素点相对于标准区域中的对应像素点的偏移角度。

7.根据权利要求1所述的用于儿童学习桌的坐姿监测的警示方法,其特征在于,根据相邻两帧异常姿态图像对应的异常区域中的像素点的灰度值计算两个异常区域的第一相似度的步骤包括:获取异常区域中所有像素点的灰度均值;

将两个异常区域对应的灰度均值的差值作为两个异常区域的第一相似度。

8.根据权利要求1所述的用于儿童学习桌的坐姿监测的警示方法,其特征在于,根据人体部位相同的两相邻帧异常区域内每个像素点的偏移角度、偏移距离计算该两个异常区域的第二相似度的公式:式中, 表示第 帧正面图像对应的异常区域内的异常区域内第个像素点的偏移角度;

表示第 帧正面图像对应的异常区域内的第个像素点的偏移距离;

表示第 帧正面图像对应的异常区域内的异常区域内第 个像素点的偏移角度;

表示第 帧正面图像对应的异常区域内的第 个像素点的偏移距离;

表示第 帧正面图像对应的异常区域内的像素点数量;

表示第 帧正面图像对应的异常区域内的像素点数量。

9.用于儿童学习桌的坐姿监测的警示系统,其特征在于,该系统包括:图像采集模块,用于实时获取的多帧正面图像及其对应的儿童的姿态图像,并获取儿童正面的标准姿态图像;

第一图像处理模块,用于根据每帧姿态图像与标准姿态图像的对应像素点的灰度差值确定儿童姿态变动的异常姿态图像,获取异常姿态图像中的异常区域及其所在的人体部位,并获取异常区域在标准姿态图像中对应的标准区域;

第一参数计算模块,用于根据异常区域及标准区域中每个像素点的位置计算异常区域内每个像素点的偏移角度、偏移距离;

第二参数计算模块,用于根据每个异常区域内所有像素点的偏移角度、偏移距离计算对应帧异常姿态图像的坐姿异常程度;

第二图像处理模块,用于根据相邻两帧异常姿态图像对应的异常区域中的像素点的灰度值计算两个异常区域的第一相似度,根据第一相似度确定人体部位相同的两相邻帧异常区域;

第三参数计算模块,用于根据人体部位相同的两相邻帧异常区域内每个像素点的偏移角度、偏移距离计算该两个异常区域的第二相似度;根据人体部位相同的两相邻帧异常区域的第二相似度、第一相似度计算综合相似度;

警示模块,用于对综合相似度大于预设的相似度阈值对应的两个异常区域的坐姿异常程度进行累加得到最终异常程度,根据最终异常程度及预设异常程度阈值确定异常坐姿并进行警示。