不規(guī)范書寫坐姿的多類特征融合識(shí)別方法研究.pdf

1、隨著社會(huì)的發(fā)展，我國(guó)少年兒童升學(xué)壓力越來(lái)越大，學(xué)習(xí)時(shí)間越來(lái)越長(zhǎng)，近視發(fā)病率也隨之越來(lái)越高。據(jù)專家分析表明長(zhǎng)時(shí)間的不良書寫坐姿是導(dǎo)致少年兒童近視和生長(zhǎng)發(fā)育不良主要原因之一。良好的學(xué)習(xí)坐姿與他們的生長(zhǎng)發(fā)育息息相關(guān)，及時(shí)地糾正和保持正確的坐姿對(duì)孩子的健康成長(zhǎng)非常重要。紙質(zhì)練習(xí)簿無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生書寫坐姿的監(jiān)督，預(yù)防方法主要靠老師、家長(zhǎng)提醒，身體狀況出現(xiàn)問題后通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間地佩戴耳掛式或脊椎式坐姿矯正器。文字書寫教學(xué)系統(tǒng)為實(shí)時(shí)監(jiān)督書寫坐姿提供了技術(shù)條件

2、。不規(guī)范書寫坐姿檢測(cè)作為該系統(tǒng)中交互結(jié)構(gòu)方面的重要研究分支，為用戶不良坐姿的自動(dòng)提醒和矯正提供真實(shí)、可靠的坐姿數(shù)據(jù)，是其不可或缺的前置工作。目前，坐姿識(shí)別以單類特征為主，如基于用戶輪廓的幾何特征法給出一種有害人體姿勢(shì)報(bào)警方案，基于膚色特征的坐姿識(shí)別方法等。單類特征識(shí)別不規(guī)范書寫坐姿的主要缺點(diǎn)是識(shí)別率偏低，本文針對(duì)低齡用戶的一些獨(dú)特不規(guī)范書寫坐姿提出多類特征融合識(shí)別方法。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴對(duì)坐姿檢測(cè)過(guò)程中涉及到相關(guān)檢測(cè)識(shí)別

3、算法進(jìn)行了詳細(xì)地闡述，介紹了運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)、膚色特征提取、SURF特征提取及多分類算法等算法的適應(yīng)情況和優(yōu)缺點(diǎn)，為本文后續(xù)工作提供理論支持。⑵從生理學(xué)角度分析了坐姿原理。針對(duì)少年兒童坐姿的特點(diǎn)，將用戶書寫坐姿分為正確、趴寫、含筆、托腮、歪頭、駝背等8種類別。通過(guò)對(duì)用戶坐姿分析，應(yīng)用膚色在YCbCr空間聚集在一片固定區(qū)域且在CbCr平面上投影為一個(gè)近似橢圓的特性，提取各類坐姿在不同亮度下的膚色特征，以膚色特征描述手、臉的空間位置關(guān)系；依據(jù)不

4、同閾值進(jìn)行坐姿的SURF特征提取，以SURF特征分布特點(diǎn)來(lái)表征坐姿特征信息。⑶針對(duì)單類特征識(shí)別不規(guī)范書寫坐姿識(shí)別率偏低的現(xiàn)狀，提出多類特征融合的不規(guī)范書寫坐姿分類方法。經(jīng)單類特征分類得到各類坐姿識(shí)別正確率，計(jì)算出同類坐姿異類特征的融合權(quán)值，即同類坐姿的異類特征權(quán)值之和為一，且與識(shí)別率成正比例關(guān)系。然后，同類坐姿異類特征加權(quán)融合，BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練識(shí)別。⑷實(shí)現(xiàn)不規(guī)范坐姿的監(jiān)測(cè)方案。基于同類坐姿異類特征加權(quán)融合算法，設(shè)計(jì)了坐姿檢測(cè)仿真系統(tǒng)，以