基于人臉識(shí)別的頸椎健康評(píng)估系統(tǒng)

吳燎

摘 要：隨著手機(jī)和電腦使用頻率增加，不良的使用習(xí)慣造成了大眾的頸椎出現(xiàn)問(wèn)題。如何簡(jiǎn)單、快速評(píng)估大眾的頸椎健康，成為了需要解決的問(wèn)題。人臉識(shí)別的頸椎健康系統(tǒng)基于百度人臉識(shí)別技術(shù)。通過(guò)識(shí)別頸椎的上下、左右、平面旋轉(zhuǎn)角度結(jié)合評(píng)估算法評(píng)價(jià)用戶的頸椎健康情況。最終實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、快速評(píng)估頸椎健康的效果。

關(guān)鍵詞：人臉識(shí)別;頸椎;健康評(píng)估系統(tǒng)

近年來(lái)頸椎問(wèn)題成為了全世界的通病，據(jù)統(tǒng)計(jì)，世界上大概有20%的人有頸椎的疼痛病，此外，中國(guó)人中的慢性疼痛病中，頸椎部位排在所有疼痛部位的第2位，頸椎的發(fā)病率每年都在增加。[1]此健康評(píng)估系統(tǒng)能有效地檢測(cè)頸椎的健康程度，提早發(fā)現(xiàn)頸椎問(wèn)題，有效地減少頸椎病的發(fā)病率和頸椎病的進(jìn)一步惡化。

一、相關(guān)技術(shù)

（1）百度人臉識(shí)別技術(shù)。百度人臉上識(shí)別API[2]是百度免費(fèi)開(kāi)放的人臉識(shí)別接口。能快速檢測(cè)人臉并返回人臉框位置、五官定位與人臉特征關(guān)鍵點(diǎn)準(zhǔn)確識(shí)別多種人臉屬性。利用這個(gè)API，通過(guò)發(fā)送一張人臉的圖片到API服務(wù)器，即可返回人臉識(shí)別的信息。返回的數(shù)據(jù)包括人的年齡、性別、臉型、人臉特征點(diǎn)坐標(biāo)、人臉位置等信息。返回的部分?jǐn)?shù)據(jù)如下：

"angle"：{

"yaw"：-0.34859421849251

"pitch" 1.9135693311691

"roll"：2.3033397197723

}

（2）Https。Https協(xié)議是加密傳輸?shù)膆ttp協(xié)議，基于ssl，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)之間的超文本數(shù)據(jù)傳輸。頸椎健康評(píng)估系統(tǒng)的照片傳輸，涉及個(gè)人隱私安全問(wèn)題。傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)http協(xié)議傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包容易被截取，隱私容易被泄露。https采用了加密算法，數(shù)據(jù)不容易被截取，即使別截取也不易破解，大大提高了傳輸數(shù)據(jù)的安全性。

二、系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

（一）總體架構(gòu)設(shè)計(jì)

（二）系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

（2）請(qǐng)求百度人臉識(shí)別api。按照百度人臉識(shí)別技術(shù)文檔，首先要轉(zhuǎn)碼圖片，將截取得圖片轉(zhuǎn)為base64格式作為請(qǐng)求的參數(shù)發(fā)送到人臉識(shí)別api。接著利用ajax技術(shù)進(jìn)行訪問(wèn)請(qǐng)求api地址。如果發(fā)送的請(qǐng)求成功，客戶端將收到識(shí)別的結(jié)果數(shù)據(jù)，識(shí)別的結(jié)果包括人臉的上下、左右、平面旋轉(zhuǎn)角度。

（3）對(duì)比標(biāo)準(zhǔn)角度。識(shí)別的結(jié)果將與標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，為此需要確立一個(gè)角度標(biāo)準(zhǔn)。角度標(biāo)準(zhǔn)參考了人體頸椎旋轉(zhuǎn)角度的范圍，選取易于確定的45°確定3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)角度。[3]分別是平面旋角45°，上下旋角45°，左右旋角45°。使用者應(yīng)該依次做豎直仰頭45°，平面順時(shí)針旋轉(zhuǎn)45°，向右旋轉(zhuǎn)45°三個(gè)動(dòng)作。三個(gè)動(dòng)作返回的旋轉(zhuǎn)角度與標(biāo)準(zhǔn)角度對(duì)比，如果差異的越大，說(shuō)明頸椎的越差，如果差異越小，說(shuō)明頸椎越健康。

（4）評(píng)估頸椎的健康程度。根據(jù)識(shí)別的結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)角度對(duì)比判斷頸椎的健康程度，健康程度一共分為三個(gè)等級(jí)，第一個(gè)等級(jí)是健康的等級(jí)，允許測(cè)試數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)屬于有10°的誤差，表示測(cè)試者頸椎很健康;第二個(gè)等級(jí)是提示等級(jí)，測(cè)試數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)有大于10°小于20°的誤差，表示頸椎有問(wèn)題的傾向，應(yīng)注意調(diào)整。第三個(gè)是嚴(yán)重警告等級(jí)，測(cè)試數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)誤差大于20°，表示頸椎健康嚴(yán)重存在問(wèn)題，提醒積極治療頸椎疾病。

三、總結(jié)

本文是關(guān)于人臉識(shí)別技術(shù)頸椎健康評(píng)估系統(tǒng)的設(shè)計(jì)?；诎俣热四樧R(shí)別技術(shù)，加上頸椎旋轉(zhuǎn)角度的標(biāo)準(zhǔn)，基本實(shí)現(xiàn)了人體頸椎健康的評(píng)估功能。但也存在著不足之處，系統(tǒng)根據(jù)向上旋轉(zhuǎn)、向右旋轉(zhuǎn)、順時(shí)針三個(gè)動(dòng)作僅評(píng)估了上下、左右、平面旋轉(zhuǎn)功能，此三個(gè)動(dòng)作對(duì)頸椎整體的評(píng)估還不夠全面，今后的研究中將對(duì)三個(gè)動(dòng)作進(jìn)行組合，例如在向上旋轉(zhuǎn)的同時(shí)又向右旋轉(zhuǎn)，結(jié)合更多的標(biāo)準(zhǔn)和更復(fù)雜的動(dòng)作對(duì)頸椎有一個(gè)更全面的評(píng)估。

參考文獻(xiàn)：

[1]梅蓉，景蓉.頸椎病健康教育管理的研究進(jìn)展[J].中國(guó)醫(yī)藥導(dǎo)報(bào)，2018，15（35）：49-52.

[2]百度公司.百度AI人臉識(shí)別平臺(tái)[EB/OL].http：//ai.baidu.com/tech/face.

[3]梅凌，李義凱，付小勇，等.頸椎旋轉(zhuǎn)手法的扳動(dòng)方向與頸椎旋轉(zhuǎn)角度的關(guān)系[J].中國(guó)康復(fù)醫(yī)學(xué)雜志，2010，25（1）：9-12.