健康保护装置及其实现方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种健康保护装置，包括图像采集模块，用以采集图像；图像分析模块，采用图像自动分析方法获取图像中的人眼信息；判定驱动模块，根据该人眼信息判断人的健康状态，判断是否需要产生驱动信号；提醒模块，在驱动信号的驱动下发出提醒信息。本发明专利技术还提供了实现上述健康保护装置的方法。根据本发明专利技术的装置及其方法可以全面预防不良坐姿和不良习惯，全面保护身体健康。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，特别是自动检测人 的坐姿状态，自动产生提醒信息的。
技术介绍
随着电脑的普及，越来越多的人每天都会长时间面对显示器，如 果坐姿不对，或者距离显示器过近，或者看显示器时间太久，长久下 去，便会造成身体的损伤。为了预防长期久坐对身体潜在的损害，已经有一些健康保护装置 应运而生。比如，防止距离显示器太近的视力保护装置，当眼睛距离 屏幕太近，视力保护装置就会发出提醒，使得使用者调整自己的用眼 距离。但是，健康保护的内容是很多的，除了用眼距离之外，还有用 眼时间、坐姿等方面都需要注意。如果人看屏幕的前倾角过大，会造 成脖子和肩劳损，人看屏幕的侧倾角过大，会造成脊柱劳损，因此正 确的坐姿对于健康来说也是非常重要的。仅仅只判断距离屏幕的距离， 远远不能达到全面保护健康的目的。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供能够对人体面对显示器等电子设备的健康 状况提供全面保护的健康保护装置。根据第一方面，本专利技术提供一种健康保护装置，包括 图像采集模块，用于采集视频图像； 图像分析模块，采用图像自动分析方法获取图像中的人眼信息； 判定驱动模块，接收图像分析模块的人眼信息，根据该人眼信息 判断人的健康状态，根据该健康状态判定是否需要产生驱动信号； 提醒模块，在所述驱动信号的驱动下产生提醒信息。优选地，图像采集模块采用摄像头。更优选采用低分辨率CMOS摄像头。在优选实施方案中，图像分析模块包括人脸检测跟踪单元，采用人脸检测跟踪方法对图像中的人脸进行检测跟踪，以及人眼定位跟踪 单元，采用人眼定位跟踪方法对检测出人脸的图^f象进行人眼的定位和 跟踪。优选地，所述人脸检测跟踪单元釆用层次型自适应增强(AdaBoost)算法训练选取微结构(Haar-like )特征组成分类器来进 行人脸检测。在一个实施方案中，所述人眼定位跟踪单元通过如下方式对图像 中的人眼进行定位跟踪在获得的人脸位置信息的基础上，采用统计方式确定单眼搜索区 域，并在所述区域内确定单眼初选位置；采用眼睛局部特征检测器对可能的单眼位置进行判别，根据判别 结果为每个单眼候选位置确定一个单眼相似度数值；在单眼候选位置的相似度基础上，将双眼配成双眼位置候选对；采用双眼区域检测器作为全局约束，对每个双眼区域进行判别，为其中每个双眼候选对确定一个双眼相似度数值；根据双眼相似度数值，获得最终的左眼、右眼特征点位置。 优选地，所述图像分析模块分析出的人眼信息包括人眼呈现时间和/或人眼位置。在一个实施方案中，判定驱动模块可以包括用眼时间判定单元， 根据所述人眼呈现时间判定是否需要产生驱动信号。在另一个实施方案中，所述判定驱动模块包括前倾角判定单元， 根据人眼位置判定是否需要产生驱动信号。在又一个实施方案中，所述判定驱动模块包括侧倾角判定单元， 根据人眼位置判定是否需要产生驱动信号。本专利技术中的图像分析模块和判定驱动模块可以由个人电脑、单片 机、工控机实现。在优选实施方案中，判定驱动模块根据不同健康状态产生不同的 驱动信号。提醒模块优选可以根据不同的驱动信号产生不同的提醒信 息。根据第二方面，本专利技术还提供了一种实现健康保护的方法，该方 法包括采集图像；采用图像自动分析方法获取图像中的人眼信息； 根据所述人眼信息判断人的健康状态，根据该健康状态判定是否 需要产生驱动信号；在驱动信号的驱动下产生提醒信息。人眼信息优选包括人眼呈现时间和/或人眼位置。相应地，判定健 康状态的步骤包括判断所述人眼呈现时间是否在预定范围，和/或根据 人眼位置判断前倾角和/或侧倾角是否在预定范围，由此判定是否需要 产生驱动信号。优选地，不同的驱动信号可以驱动产生不同的提醒信息。 本专利技术提供的健康保护装置及其方法，可以对人体的健康状态进 行全面的判定，从而更加全面地保障用户的健康状态。附图说明下面结合附图说明本专利技术的具体实施方案。附图中图l是本专利技术的健康保护装置的结构图2是人脸检测跟踪单元对图像进行检测的过程图3是人眼定位跟踪单元对图像进行人眼定位的过程图4是对图像定位出的人眼位置示意图；以及图5是前倾角示意图。具体实施例方式图1是本专利技术的健康保护装置的结构图。如图1所示，该装置包 括图像采集模块、图像分析模块、判定驱动模块以及提醒模块。图像采集模块用来采集显示器前场景图像，将图像传送至图像分 析模块。图像采集模块可以采用任何能获取图像的装置。考虑到成本， 可以采用摄像头。优选地，在一个实施方式中，图像采集模块采用分 辨率低的CMOS摄像头，更优选地，摄像头的镜头可以为塑料等其他廉 价透明材料制成，以进一步降低成本。摄像头采集到图像之后，传给 图像分析模块。图像分析模块采用人脸检测跟踪和人眼定位跟踪方法获取图像中 人眼信息，送给判定驱动模块。判定驱动模块根据分析模块获取的人眼信息，测定人的停留时间 和身体角度，判断是否符合健康方式，当判定到不健康状态时，产生驱动信号，驱动提醒模块产生提醒信息。图像分析模块、判定驱动模块，实现的平台可以为个人电脑(PC)，也可以为任意嵌入式单片机，工控机等平台。在一个实施方案中，图像分析模块包括人脸检测跟踪单元和人眼 定位跟踪单元，分别实现人脸检测跟踪和人眼定位跟踪的功能。现有技术中已有多种成熟的人脸检测跟踪方法，本领域技术人员 可以根据需要在各种流行的人脸检测跟踪方法中进行选择，运用在本 专利技术的人脸检测跟踪单元中。在一个实施方案中，人脸检测跟踪单元采用中国专利申请200510135668. 8 (公开号CN1794264 )中提供的一种视频序列中人脸 的实时检测与持续追踪的方法来实现。该申请公开的内容通过援引的 方式纳入本说明书中。在该方案中，人脸检测跟踪单元首先搜索和检 测图像中有没有人脸出现，然后对确定出现的人脸进行跟踪。根据上述专利申请中提供的方法，本实施方案中的人脸检测跟踪 单元采用层次型AdaBoost方法训练选取Haar-like孩i结构特征组成分 类器来进行人脸检测。具体来说，人脸检测采用AdaBoost理论实现人 脸检测统计模型的训练，并使用一种类似Harr小波的微结构特征来表 达人脸模式，结合AdaBoost方法，形成一种特征选择方法，将多个基 于单个特征的弱分类器组成一个强分类器，然后将多个强分类器联合 成一个完整的人脸检测分类器。采用这种层次型多级分类器可以对每 帧图像中有没有人脸出现做出初步的判断。人脸检测具体方法可参考 文献P. Viola and M. Jones. Robust real time object detection. IEEE ICCV Workshop on Statistical and Computational Theories of Vision, Vancouver, Canada, July 13， 2001中的方法。在初步检测到有人脸出现后，则在接下来的n帧图像中预跟踪这 些人脸，并对后续n帧图像中跟踪的人脸进行人脸检测验证，判断前 面的检测结果是否是真的人脸。其中n可以等于l，也可以大于l。图2示出了上述人脸检测跟踪单元对图像进行检测的过程。在步 骤100由摄像头获取图像之后，图像被传送至图像分析模块，由其中 的人脸检测跟踪单元进行搜索和检测。首先在步骤200，利用上述的 层次型多级分类器对图像进行初步本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种健康保护装置，包括：　　　　图像采集模块，用于采集视频图像；　　　　图像分析模块，采用图像自动分析方法获取图像中的人眼信息；　　　　判定驱动模块，接收图像分析模块的人眼信息，根据该人眼信息判断人的健康状态，根据该健康状态判定是否需要产生驱动信号；　　　　提醒模块，在驱动信号的驱动下产生提醒信息。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：邓亚峰，
申请(专利权)人：北京中星微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]