基于认知、音乐和运动的益智训练系统及训练方法技术方案

本公开描述了一种基于认知、音乐和运动的益智训练系统，其包括音乐库、运动项目库、训练模块、记录模块、识别模块和评分模块；音乐库用于存储音乐，运动项目库用于存储运动项目的教程，训练模块用于基于用户的个人情况从运动项目库中筛选至少一种教程并从音乐库中筛选至少一种风格的音乐以形成训练教程并引导用户进行训练，记录模块用于记录用户动作以生成包括项目动作序列的用户动作序列，识别模块用于获取关键动作和该关键动作的执行时间点，评分模块用于获取用户的认知能力总评分。根据本公开，能够提供一种认知、音乐和运动相融合且能够舒缓情绪的基于认知、音乐和运动的益智训练系统。

【技术实现步骤摘要】
基于认知、音乐和运动的益智训练系统及训练方法
本公开大体涉及一种基于认知、音乐和运动的益智训练系统及训练方法。
技术介绍
随着人口老龄化日益严重，老年人口的健康问题逐渐成为社会问题。其中，认知功能的衰退严重影响着老年人的生活。认知功能衰退常常表现为记忆力和注意力下降、失语或视空间功能受损等，而且认知功能衰退还可能导致运动功能下降。目前通过认知训练可以锻炼大脑，提高老年人的生活自理能力并延缓老年人的认知功能衰退。在现有的认知训练方式中，可以通过专业的认知训练人员对训练者进行训练并评估训练结果，还可以借助认知训练系统进行训练，例如可以通过让训练者完成在训练系统中预先设定好的训练项目以进行训练。例如专利文献(CN109545330A)公开了一种通过让训练者操作执行功能训练项目例如蔬果大战、勇往直前或凌云壮志以完成认知训练的训练系统。又例如专利文献(CN207429496U)公开了一种身心交互式老年脑功能训练仪，包括躯体运动装置、音乐播放器和认知训练装置，该训练仪的工作过程为开启电源，躯体运动的同时播放音乐，运动自动停止时，躯体运动装置自动切换至舒缓运动，同时认知训练开始，循环交替进行身体和心理的锻炼，直至锻炼者锻炼结束。然而，在专利文献(CN109545330A)公开的训练过程中，训练者往往比较紧张且未包括运动训练，而研究表明，老年人增加体力活动有助延缓老年人的认知功能衰退。专利文献(CN207429496U)公开的训练系统虽然包括运动训练，但只是简单地将运动和认知训练进行叠加。
技术实现思路
本公开是有鉴于上述的状况而提出的，其目的在于提供一种能够融合认知、音乐和运动且舒缓用户情绪的基于认知、音乐和运动的益智训练系统及训练方法。为此，本公开第一方面提供了一种基于认知、音乐和运动的益智训练系统，包括：音乐库、运动项目库、训练模块、记录模块、识别模块和评分模块；所述音乐库用于存储多种不同风格的音乐，每种风格的音乐包括至少一首音乐，所述运动项目库用于存储运动项目的教程，所述运动项目包括热身运动、手指精细运动、双手配合练习运动、上肢空间探索运动、身体部位识别运动、节奏练习运动和呼吸放松运动中的至少一种，所述运动项目的教程包括多个用于反映多个认知能力的标准动作和各个所述标准动作的执行时间点，所述认知能力包括注意力、工作记忆、执行功能、感知运动功能、反应速度、精细知觉、反应灵活性、视空间能力、运用能力、视空间感知、上下肢协调能力和识别节拍能力中的至少一种，所述训练模块基于用户的个人情况从所述运动项目库中筛选至少一种教程并从所述音乐库中筛选至少一种风格的音乐，形成训练教程，并引导用户基于所述训练教程进行训练，所述记录模块用于记录用户动作以生成用户动作序列，所述用户动作是用户根据所述训练教程的标准动作完成的动作，所述用户动作序列包括至少一个项目动作序列，每个所述项目动作序列具有一种所述运动项目，所述识别模块用于获取所述项目动作序列的多个关键动作和各个所述关键动作的执行时间点，以及所述评分模块用于基于多个所述标准动作和相应的多个所述关键动作以获得多个动作评分，以及基于多个所述标准动作的执行时间点和相应的多个所述关键动作的执行时间点获取多个节奏感评分，并基于包括多个所述动作评分和多个所述节奏感评分获取用户的认知能力总评分。在本公开中，训练教程是基于用户的个人情况由多个运动项目的教程和相应的音乐生成的，各个运动项目的教程包括多个反映多个认知能力的标准动作。通过分析标准动作与用户完成的关键动作间的差距以获取动作评分和节奏感评分，进而基于动作评分和节奏感评分可以获取用户的认知能力总评分。在这种情况下，能够将认知、音乐和运动进行融合。由此，能够使用户在心情舒缓的情况下进行运动且能够在运动中训练和评估用户的认知能力。另外，在本公开第一方面所涉及的益智训练系统中，可选地，所述评分模块包括动作评分模块，所述动作评分模块用于判断每个所述标准动作和相应的所述关键动作间的差距以获得各个所述动作评分，以及判断每个所述标准动作的执行时间点和相应的所述关键动作的执行时间点的时间差以获得各个所述节奏感评分。由此，能够获取动作评分和节奏感评分。另外，在本公开第一方面所涉及的益智训练系统中，可选地，所述评分模块包括项目评分模块，所述项目评分模块基于多个所述动作评分和多个所述节奏感评分以获得各个所述项目动作序列的项目评分，所述项目评分为多个项目认知能力评分，所述评分模块基于至少一个所述项目动作序列的项目评分获得用户的多个认知能力评分，基于用户的多个认知能力评分获得用户的所述认知能力总评分。在这种情况下，基于动作评分和节奏感评分可以获得各个项目动作序列的项目评分。由此，能够基于项目评分获得用户的多个认知能力评分和认知能力总评分。另外，在本公开第一方面所涉及的益智训练系统中，可选地，所述识别模块还用于获取用户在完成每个所述关键动作时的面部表情，所述动作评分模块还用于基于用户在完成每个所述关键动作时的面部表情以获得各个表情评分，所述项目评分模块还基于多个所述动作评分、多个所述节奏感评分和多个所述表情评分以获得各个所述项目动作序列的项目评分。由此，能够基于表情评分获得各个项目动作序列的项目评分。另外，在本公开第一方面所涉及的益智训练系统中，可选地，通过识别用户在完成所述关键动作对应帧的人脸图像，并将所述人脸图像输入面部表情识别模型以识别用户在完成所述关键动作时的面部表情，所述面部表情包括高兴、痛苦、害怕、害羞、生气中的一种。由此，能够获取用户在完成关键动作时的面部表情。另外，在本公开第一方面所涉及的益智训练系统中，可选地，所述运动项目的教程由真人录制或利用建模人物演示，若所述运动项目为热身运动，所述建模人物演示的所述标准动作包括低头动作、抬头动作、向左转动作、向右转动作、提肩动作、双臂前伸动作、弯手肘动作、内曲腕动作、外曲腕动作、抬右膝盖动作、抬左膝盖动作、抬右小腿动作、抬左小腿动作、抬右脚尖动作和抬左脚尖动作，若所述运动项目为手指精细运动，所述建模人物演示的所述标准动作包括双手攥拳动作、双手张开拳动作、收手指动作、还原手指动作、手掌相对动作、手指相对动作和手指对捏动作，若所述运动项目为双手配合练习运动，所述建模人物演示的所述标准动作包括双手握沙锤动作、晃沙锤动作和碰撞沙锤动作，若所述运动项目为上肢空间探索运动，所述建模人物演示的所述标准动作包括身体两侧空间探索动作、身体前侧空间探索动作、身体前侧交叉空间探索动作和双侧肩部水平面空间探索动作，若所述运动项目为身体部位识别，所述建模人物演示的所述标准动作包括传递沙蛋动作，若所述运动项目为节奏练习，所述建模人物演示的所述标准动作包括胸前拍手动作、双手拍大腿动作、跺脚动作和拍肩动作，若所述运动项目为呼吸放松，所述建模人物演示的所述标准动作包括吸气动作和吐气动作。由此，能够将各个运动项目分成多个标准动作。另外，在本公开第一方面所涉及的益智训练系统中，可选地，若所述项目动作序列为热身运动，则能够获得用户的包括注意力、工作记忆、执行功能和感知运动功能的四个项目认知能力评分；若所述项目动作序列为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于认知、音乐和运动的益智训练系统，其特征在于，包括：音乐库、运动项目库、训练模块、记录模块、识别模块和评分模块；所述音乐库用于存储多种不同风格的音乐，每种风格的音乐包括至少一首音乐，所述运动项目库用于存储运动项目的教程，所述运动项目包括热身运动、手指精细运动、双手配合练习运动、上肢空间探索运动、身体部位识别运动、节奏练习运动和呼吸放松运动中的至少一种，所述运动项目的教程包括多个用于反映多个认知能力的标准动作和各个所述标准动作的执行时间点，所述认知能力包括注意力、工作记忆、执行功能、感知运动功能、反应速度、精细知觉、反应灵活性、视空间能力、运用能力、视空间感知、上下肢协调能力和识别节拍能力中的至少一种，所述训练模块基于用户的个人情况从所述运动项目库中筛选至少一种教程并从所述音乐库中筛选至少一种风格的音乐，形成训练教程，并引导用户基于所述训练教程进行训练，所述记录模块用于记录用户动作以生成用户动作序列，所述用户动作是用户根据所述训练教程的标准动作完成的动作，所述用户动作序列包括至少一个项目动作序列，每个所述项目动作序列具有一种所述运动项目，所述识别模块用于获取所述项目动作序列的多个关键动作和各个所述关键动作的执行时间点，以及所述评分模块用于基于多个所述标准动作和相应的多个所述关键动作以获得多个动作评分，以及基于多个所述标准动作的执行时间点和相应的多个所述关键动作的执行时间点获取多个节奏感评分，并基于包括多个所述动作评分和多个所述节奏感评分获取用户的认知能力总评分。/n...

【技术特征摘要】
1.一种基于认知、音乐和运动的益智训练系统，其特征在于，包括：音乐库、运动项目库、训练模块、记录模块、识别模块和评分模块；所述音乐库用于存储多种不同风格的音乐，每种风格的音乐包括至少一首音乐，所述运动项目库用于存储运动项目的教程，所述运动项目包括热身运动、手指精细运动、双手配合练习运动、上肢空间探索运动、身体部位识别运动、节奏练习运动和呼吸放松运动中的至少一种，所述运动项目的教程包括多个用于反映多个认知能力的标准动作和各个所述标准动作的执行时间点，所述认知能力包括注意力、工作记忆、执行功能、感知运动功能、反应速度、精细知觉、反应灵活性、视空间能力、运用能力、视空间感知、上下肢协调能力和识别节拍能力中的至少一种，所述训练模块基于用户的个人情况从所述运动项目库中筛选至少一种教程并从所述音乐库中筛选至少一种风格的音乐，形成训练教程，并引导用户基于所述训练教程进行训练，所述记录模块用于记录用户动作以生成用户动作序列，所述用户动作是用户根据所述训练教程的标准动作完成的动作，所述用户动作序列包括至少一个项目动作序列，每个所述项目动作序列具有一种所述运动项目，所述识别模块用于获取所述项目动作序列的多个关键动作和各个所述关键动作的执行时间点，以及所述评分模块用于基于多个所述标准动作和相应的多个所述关键动作以获得多个动作评分，以及基于多个所述标准动作的执行时间点和相应的多个所述关键动作的执行时间点获取多个节奏感评分，并基于包括多个所述动作评分和多个所述节奏感评分获取用户的认知能力总评分。


2.根据权利要求1所述的益智训练系统，其特征在于：
所述评分模块包括动作评分模块，所述动作评分模块用于判断每个所述标准动作和相应的所述关键动作间的差距以获得各个所述动作评分，以及判断每个所述标准动作的执行时间点和相应的所述关键动作的执行时间点的时间差以获得各个所述节奏感评分。


3.根据权利要求2所述的益智训练系统，其特征在于：
所述评分模块包括项目评分模块，所述项目评分模块基于多个所述动作评分和多个所述节奏感评分以获得各个所述项目动作序列的项目评分，所述项目评分为多个项目认知能力评分，
所述评分模块基于至少一个所述项目动作序列的项目评分获得用户的多个认知能力评分，基于用户的多个认知能力评分获得用户的所述认知能力总评分。


4.根据权利要求3所述的益智训练系统，其特征在于：
所述识别模块还用于获取用户在完成每个所述关键动作时的面部表情，
所述动作评分模块还用于基于用户在完成每个所述关键动作时的面部表情以获得各个表情评分，
所述项目评分模块还基于多个所述动作评分、多个所述节奏感评分和多个所述表情评分以获得各个所述项目动作序列的项目评分。


5.根据权利要求4所述的益智训练系统，其特征在于：
通过识别用户在完成所述关键动作对应帧的人脸图像，并将所述人脸图像输入面部表情识别模型以识别用户在完成所述关键动作时的面部表情，所述面部表情包括高兴、痛苦、害怕、害羞、生气中的一种。


6.根据权利要求1所述的益智训练系统，其特征在于：
所述运动项目的教程由真人录制或利用建模人物演示，
若所述运动项目为热身运动，所述建模人物演示的所述标准动作包括低头动作、抬头动作、向左转动作、向右转动作、提肩动作、双臂前伸动作、弯手肘动作、内曲腕动作、外曲腕动作、抬右膝盖动作、抬左膝盖动作、抬右小腿动作、抬左小腿动作、抬右脚尖动作和抬左脚尖动作，
若所述运动项目为手指精细运动，所述建模人物演示的所述标准动作包括双手攥拳动作、双手张开拳动作、收手指动作、还原手指动作、手掌相对动作、手...

【专利技术属性】
技术研发人员：王华丽，邢颖，张海峰，熊润明，
申请(专利权)人：王华丽，
类型：发明
国别省市：北京;11