一种人体运动姿态校正系统技术方案

一种人体运动姿态校正系统，包括影像采集模块、影像标准库模块、影像对比模块、影像校正输出模块；影像采集模块为kinect摄像头，用于采集具有深度信息的人体影像，构建人体骨架数据和人体关节点数据；影像标准库模块中存储有人体标准运动姿态数据，人体标准运动姿态数据包括人体骨架数据和人体关节点数据；影像对比模块将构建的人体骨架和人体姿态欧式距离数据与标准库中的标准运动姿态数据进行比对，得出姿态是否正确的结果，并且得出人体姿态相对正确的姿态之间的误差；影像校正输出模块，将采集的人体姿态与影像标准库中的标准运动姿态对比的结果及偏差信息输出。本发明专利技术能实现对错误的人体运动姿态进行提醒，以纠正习练者的动作。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种人体运动姿态校正系统，包括影像采集模块、影像标准库模块、影像对比模块、影像校正输出模块；影像采集模块为kinect摄像头，用于采集具有深度信息的人体影像，构建人体骨架数据和人体关节点数据；影像标准库模块中存储有人体标准运动姿态数据，人体标准运动姿态数据包括人体骨架数据和人体关节点数据；影像对比模块将构建的人体骨架和人体姿态欧式距离数据与标准库中的标准运动姿态数据进行比对，得出姿态是否正确的结果，并且得出人体姿态相对正确的姿态之间的误差；影像校正输出模块，将采集的人体姿态与影像标准库中的标准运动姿态对比的结果及偏差信息输出。本专利技术能实现对错误的人体运动姿态进行提醒，以纠正习练者的动作。【专利说明】一种人体运动姿态校正系统
本专利技术涉及姿态校正系统，特别是人体运动姿态校正系统。
技术介绍
当前对人体运动姿态的校正，比如教习太极拳、五禽戏、高尔夫、网球等等运动项目的基础动作的教学，主要是通过教练采用示范动作音传声教，教练当场进行语音、肢体校正。这种传统的校正方式，以教练个人的主观判断为基准，很难作到统一规范。囿于教练自身的水平，比如教练本身的动作错误或不标准，造成学员的动作学习的不准确；而且当场校正易受教练当时的心情、情绪、练习环境等主客观因素的影响，使得每次校正的标准也会不同。对人体运动的姿态校正目前还没有一个相应可以标准应用的方法。
技术实现思路
本专利技术为解决目前人体运动姿态校正的问题，提供一种人体运动姿态校正系统，这种校正系统，能对错误的人体运动姿态进行提醒以使之纠正。 为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案，包括:一种人体运动姿态校正系统，包括影像采集模块、影像标准库模块、影像对比模块、影像校正输出模块；所述的影像采集模块为kinect摄像头，用于采集具有深度信息的人体影像，并对采集的影像进行分析，构建人体骨架数据和人体关节点欧氏距离数据，以得出人体运动姿态信息；影像标准库模块中存储有人体标准运动姿态数据，人体标准运动姿态数据包括人体骨架数据和人体关节点数据；影像对比模块将kinect摄像头构建的人体骨架和人体关节点欧式距离数据与标准库中的标准运动姿态数据进行比对，得出姿态是否正确的结果，并且得出人体姿态相对正确的姿态之间的误差；影像校正输出模块，将采集的人体姿态与影像标准库中的标准运动姿态对比的结果及误差信息输出。 上述的一种人体运动姿态校正系统，所述的影像对比模块按下列步骤对比人体骨架和关节点欧氏距离数据:第一步、取人体颈、肩、肘、腕、髋、膝、踝为对比节点；第二步、从kinect摄像头取得各个节点的三维欧氏距离数据；第三步、将从kinect摄像头取得的节点数据与标准数据库中的节点数据进行比对，以欧氏距离作为对比单位；第四步、计算出每个时间段内各动作的数据与标准动作数据间的误差，即计算出各动作各节点上的误差；第五步、如误差超出规定范围，则判定使用者此时间段内动作未达到标准；误差未超出规定范围，则表示使用者当前时间段内的动作达到标准。 上述的的一种人体运动姿态校正系统，所述的误差规定范围为5%。 上述的一种人体运动姿态校正系统，所述的人体关节点为颈、肩、肘、腕、髋、膝、踝。 上述的一种人体运动姿态校正系统，所述的影像校正输出模块包括显示输出，在显示屏或通过投影仪在投影幕布上显示标准运动姿态影像和采集到的运动姿态影像，以不同色彩显示两种影像，并显示错误节点。 上述的一种人体运动姿态校正系统，所述的运动姿态影像以人体轮廓显示或者人体骨架显示。 上述的一种人体运动姿态校正系统，所述的影像校正输出模块还包括语音输出。 上述的一种人体运动姿态校正系统，影像标准库模块中存储的人体标准运动姿态数据，是通过kinect摄像头采集标准运动姿态来获得。 上述的一种人体运动姿态校正系统，kinect摄像头对标准运动姿态的采集按以下方式进行:对每一能作标准动作的教员，每个动作需采集3次以上的姿态数据，共采集10个教员的数据，对这些数据取平均值生成运动姿态标准数据。 本专利技术通过具有采集影像深度信息的kinect摄像头采集习练者的三维运动姿态，将之与标准数据库中的标准运动姿态进行比对，在习练者动作错误时，通过显示展示和语音提醒进行提示，使习练者脱离教练员，达到训练标准动作的目的。 Kinect是微软在2010年6月14日对XB0X360体感周边外设正式发布的名字。“Kinect”为kinetics (动力学)加上connect1n (连接)两字所自创的新词汇，读音为con-nect (/ken，skt/)，并非 k1-nect (/kin，skt/)或 Kir-nect。 Kinect摄像头使用的是一种光编码(light coding)技术。不同于传统的ToF或者结构光测量技术，light coding使用的是连续的照明(而非脉冲),也不需要特制的感光芯片，而只需要普通的CMOS感光芯片，这让方案的成本大大降低。 Kinect共有三个摄像头，中间的镜头是RGB彩色摄像机，左右两边镜头分别是红外线发射器和红外线CMOS摄像机。此外，kinect还搭配了追焦技术，底座马达会随着对焦物体的移动而转动。 Light coding,顾名思义就是用光源照明给需要测量的空间编上码,说到底还是结构光技术。但与传统的结构光方法不同的是，他的光源打出去的并不是一副周期性变化的二维的图像编码，而是一个具有三维纵深的“体编码”。这种光源叫做激光散斑(laserspeckle)，是当激光照射到粗糙物体或穿透毛玻璃后形成的随机衍射斑点。 这些散斑具有高度的随机性，而且会随着距离的不同变换图案。也就是说空间中任意两处的散斑图案都是不同的。只要在空间中打上这样的结构光，整个空间就都被做了标记，把一个物体放进这个空间，只要看看物体上面的散斑图案，就可以知道这个物体在什么位置了。当然，在这之前要把整个空间的散斑图案都记录下来，所以要先做一次光源的标定。标定的方法是这样的:每隔一段距离，取一个参考平面，把参考平面上的散斑图案记录下来。假设用户活动空间是距离kinect摄像头I米到4米的范围，每隔1cm取一个参考平面，那么标定下来我们就已经保存了 30幅散斑图像。需要进行测量的时候，拍摄一副待测场景的散斑图像，将这幅图像和我们保存下来的30幅参考图像依次做互相关运算，这样我们会得到30幅相关度图像，而空间中有物体存在的位置，在相关度图像上就会显示出峰值。把这些峰值一层层叠在一起，再经过一些插值，就会得到整个场景的三维形状了。 微软针对kinect提供了 SDK (Software Development Kit)即软件开发工具包作为kinect摄像头的开发接口，它主要特色包括: 原始感测数据流:开发人员能够直接取得距离传感器、彩色摄影机以及四单元麦克风数组的原始数据流。这些数据让开发人员可以利用Kinect传感器的低阶数据流为基础进行应用程序开发。 骨架追踪:此套SDK能够追踪Kinect视野内一位或二位用户的骨架影像，便于建立以体感操作的应用程序。 本专利技术就是在kinect的SDK的基础上进行二次开发,将通过kinect摄像头获得的骨架信息进行利用，以校正人体运动姿态本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种人体运动姿态校正系统，其特征在于：包括影像采集模块、影像标准库模块、影像对比模块、影像校正输出模块；所述的影像采集模块为kinect摄像头，用于采集具有深度信息的人体影像，并对采集的影像进行分析，构建人体骨架数据和人体关节点欧氏距离数据，以得出人体运动姿态信息；影像标准库模块中存储有人体标准运动姿态数据，人体标准运动姿态数据包括人体骨架数据和人体关节点数据；影像对比模块将kinect摄像头构建的人体骨架和人体关节点欧式距离数据与标准库中的标准运动姿态数据进行比对，得出姿态是否正确的结果，并且得出人体姿态相对正确的姿态之间的误差；影像校正输出模块，将采集的人体姿态与影像标准库中的标准运动姿态对比的结果及误差信息输出。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：史晓林，李志敏，王健庆，李旭云，李懿，李静伟，潘定权，
申请(专利权)人：浙江省新华医院，
类型：发明
国别省市：浙江;33