坐姿检测系统MATLAB

### 使用MATLAB实现坐姿检测系统

#### 坐姿检测系统的概述
为了实现实时的坐姿检测，可以采用图像处理技术结合机器学习方法。具体来说，通过摄像头捕捉用户的视频流，并利用MATLAB内置函数和工具箱来进行人体姿态估计以及异常姿势识别。

#### 主要功能模块描述
1. **数据获取**
- 利用计算机视觉工具包读取来自USB摄像设备或其他输入源的画面帧。

2. **预处理阶段**
- 对每一帧执行灰度化转换、噪声滤波和平滑操作以提高后续特征提取的效果。
- 应用边缘增强算子突出显示身体轮廓以便更容易定位关键部位。

3. **特征点检测与追踪**
- 运用人脸检测API找到头部位置作为参考坐标系原点。
- 调用OpenPose API或者其他开源框架完成全身骨骼节点标记工作；对于仅需关注上半身的情况，则只需保留肩部至臀部之间的关节信息即可满足需求[^5]。

4. **状态判断逻辑**
- 设定合理的阈值区间用于区分正常坐着的姿态和其他可能存在的不良习惯（如弯腰驼背等）。
- 当监测到偏离标准范围的动作模式持续超过一定时间长度后触发预警机制通知使用者调整姿势。

5. **反馈输出接口**
- 构建图形用户界面展示当前分析结果并允许手动校准参数设置。
- 集成声音警报装置或发送推送消息提醒人们及时纠正错误行为。

以下是简化版的MATLAB代码片段展示了上述流程的一部分：

% 初始化摄像头对象
cam = webcam();

while true
    % 获取一帧图像
    img = snapshot(cam);
    
    % 将彩色图转为灰度图
    grayImg = rgb2gray(img);

    % Canny 边缘检测
    edges = edge(grayImg,'Canny');

    % 显示原始图片及其对应的二值化后的边界图像
    subplot(1,2,1), imshow(img); title('Original Image');
    subplot(1,2,2), imshow(edges); title('Edge Detection Result');

    pause(0.1); % 控制刷新速率
    
end
close all;
clear cam;

%% 加载 OpenPose 或者其他姿态估计算法模型...
addpath('/path/to/openpose/matlab/api') ;
net = openpose.loadModel();
result = net.forward(img);

%% 提取出感兴趣的关键点坐标 (例如肩膀、腰部)
keypoints = result(:,:,1:7); %[x,y,score]

%% 计算角度差值来衡量脊柱弯曲程度
angleDiff = calculateSpineAngleDifference(keypoints(:, :, 3:end));

if angleDiff > thresholdValue
    disp(['Warning! Poor posture detected at ', datestr(now)]);
else
    disp('Good sitting posture.');
end


function diff = calculateSpineAngleDifference(points)
    % 此处省略具体的数学运算过程...
end