论文总字数：20164字

摘 要

当前，坐姿早已成为当今现代人最常见的日常状态之一，同时也和人的身体密切相关。正确的坐姿能够保护人们的身体健康，提高学习和工作效率；不标准的坐姿无论是在近视、腰颈椎疾病和肌肉劳损等方面都给人类带来了很大的伤害。

本文基于微软的Kinect的深度传感器的基础上，通过其输出的深度信息，可以提取较为纯净的人体前景。而人体坐姿的不同坐姿的深度信息，有很大的类间区分，主要分为以下几个坐姿：标准，低头，趴桌，后仰，左偏头，右偏头。以深度图像作为作为输入，通过深度学习网络对其进行分类。

通过Qt这个可以进行可以跨平台使用C 语言用于开发图形用户界面应用程序的开发框架，在Qt的pro文件内建立可以与Kinect传感器和opencv数据库的连接。然后在Qt的头文件内将所要用到的按钮、坐姿图像显示模块、非标准坐姿提醒模块以及规定时间内坐姿统计模块进行声明，同时信号函数和要用到的槽函数也要在头文件中进行声明。最后在源文件中编写，要先将各种各样的需要使用的模块进行大小的比对，并且不同的模块之间的位置分布也要进行合理的排布，在进行Qt界面的设计后，要将各种模块之间的功能通过适合在Qt内使用的编程语言进行连接，从而才能得到一个合理且直观的Qt界面。

关键词：坐姿在线识别技术 卷积神经网络 Kinect传感器 Qt Creator界面设计

Human-machine interface design of sitting posture online recognition system based on deep learning

Abstract

At present, sitting posture has long been one of the most common daily conditions of modern people, and it is also closely related to the human body. The correct sitting posture can protect people's health and improve learning and work efficiency; the non-standard sitting posture brings great harm to human beings in terms of myopia, lumbar cervical disease and muscle strain.

This topic considers the cost of using Kinect sensors. The Kinect sensor acquires the three-dimensional position information of the joint points of the body through real-time bone tracking technology, and provides rich information for human body posture recognition. Based on the position information of the three-dimensional joint points, a real-time human body posture recognition system is established. Recognizing the sitting posture not only can count the daily sitting posture norm, but also can remind the daily sitting posture, so it has certain practical value to recognize the sitting posture.

Through Qt, you can develop a framework for developing graphical user interface applications using C language across platforms. You can create connections to Kinect sensors and opencv databases in Qt pro files. Then in the Qt header file, the button to be used, the sitting posture image display module, the non-standard sitting posture reminding module, and the sitting posture statistics module within the specified time are declared, and the signal function and the slot function to be used are also in the header file. Make a statement. Finally, the source file of Qt. In the source file, the various modules to be used must be compared in size, and the position distribution between different modules should be arranged reasonably. After the design of the interface, the functions between the various modules should be connected through a programming language suitable for use in Qt, in order to obtain a reasonable and intuitive Qt interface.

Key words: Sitting posture online recognition technology；Convolutional neural network；Kinect sensor；Qt Creator interface design

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 课题背景 1

1.2 研究目的 2

1.3 人体坐姿识别的研究现状 3

1.4 本课题所做工作 4

1.5 章节安排 4

第二章 总体设计及硬件设计 6

2.1 总体设计 6

2.2 Qt Creator 7

2.2.1 Qt Creator的简介 7

2.2.2 Qt Creator的结构特征 8

2.3 Kinect传感器 12

2.3.1 Kinect传感器的简介 12

2.3.2 Kinect传感器的软件开发环境 12

2.4 OpenCV数据库 13

2.5 Kinect硬件与Qt、opencv软件的连接设计 14

第三章 坐姿在线识别算法 16

3.1坐姿在线识别算法的原理 16

3.2 VGG16-Net深度卷积神经网络 17

第四章 软件设计 18

4.1 主程序 18

4.2 Kinect程序 19

4.2.1 Kinect传感器的启动 19

4.2.2 各类图像的读取以及显示 20

4.2.3 depth图像由mat转换为cv的程序 22

4.3 Qt界面程序 23

4.3.1 Qt界面规划与设计 23

4.3.2 启停按钮程序 26

4.3.3QImage转换程序 26

4.3.4 QLab显示程序 27

4.4 实验结果 27

第五章 论文总结及展望 30

5.1 论文总结 30

5.2 课题不足 30

5.3 课题展望 31

参考文献 32

致谢 34

第一章 绪论

1.1 课题背景

当前，坐姿早已成为当今现代人最常见的日常状态之一，同时也和人的身密切相关。正确的坐姿能够保护人们的身体健康，提高学习和工作效率；不标准的坐姿无论是在近视、腰颈椎疾病和肌肉劳损等方面都给人类带来了很大的伤害。

如果长时间保持这些不正常的坐姿，毫无疑问对腕部、腰部、颈部、肩部等部位有着很大的伤害。特别是很多在老年人身上才会出现的脊椎病和脊椎畸形等都出现在当今的青年人，甚至青少年身上，而根据调查显示导致这样的情况的主要原因正是坐姿不规范。另一方面，在中国，我们的近视人口，根据国家教育部和卫生部调查显示，近视人口已经超过了30%，根据相关专家分析表明，坐姿不当也是导致近视的主要原因之一。

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