[發(fā)明專利]一種人體動(dòng)作識(shí)別訓(xùn)練系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法

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• 申請日: 2013-09-18
• 公開（公告）號(hào): CN103489000A
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 覃祖茂;劉為;袁增偉;杜怡曼;何佳;李東娥;劉曉;黃益農(nóng);黃華峰
• 申請（專利權(quán)）人: 柳州市博源環(huán)科科技有限公司
• 主分類號(hào): G06K9/62
• 分類號(hào): G06K9/62
• 代理公司: 廣西南寧匯博專利代理有限公司 45114
• 代理人: 鄧曉安

1.?一種人體動(dòng)作識(shí)別訓(xùn)練系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，該實(shí)現(xiàn)方法包括以下步驟：

（1）訓(xùn)練信息的采集：

通過深度探測攝像頭及第三方SDK采集需要被識(shí)別的各種動(dòng)作樣本，并且在將采集到的樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)時(shí)，其存儲(chǔ)格式包括以下字段：動(dòng)作ID、動(dòng)作名稱、動(dòng)作信息幀的對(duì)數(shù)、深度信息幀和骨骼信息幀；

（2）樣本數(shù)據(jù)正則化處理：

a.統(tǒng)一坐標(biāo)系，即對(duì)每幀的深度信息數(shù)據(jù)和骨骼信息數(shù)據(jù)進(jìn)行坐標(biāo)變換，將它們統(tǒng)一到同一世界坐標(biāo)系中；

b.離散化骨骼點(diǎn)坐標(biāo)，即對(duì)當(dāng)前幀中每個(gè)骨骼信息數(shù)據(jù)點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行離散化處理，離散化的步驟為：

i）根據(jù)前后相鄰的各一幀中的同一骨骼點(diǎn)坐標(biāo)，計(jì)算該骨骼點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)向量；

ii）查找該骨骼點(diǎn)對(duì)應(yīng)的目標(biāo)離散坐標(biāo)系中的單位立方體；

iii）把該骨骼點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)向量合成到單位立方體的當(dāng)前運(yùn)動(dòng)向量中；

c.離散化深度信息數(shù)據(jù)坐標(biāo)，即在離散化骨骼點(diǎn)坐標(biāo)時(shí)，如果該骨骼點(diǎn)為手部點(diǎn)，則將該骨骼點(diǎn)附近的深度數(shù)據(jù)點(diǎn)也進(jìn)行離散化，離散化后的對(duì)應(yīng)于深度信息數(shù)據(jù)的單位立方體擁有與該骨骼點(diǎn)相同的運(yùn)動(dòng)向量；

d.對(duì)每一幀重復(fù)上述a、b、c步驟，對(duì)每一個(gè)待識(shí)別動(dòng)作生成一個(gè)對(duì)應(yīng)的樣本三維向量集；

（3）特征三維向量集的提取：

通過訓(xùn)練樣本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的動(dòng)作ID，獲知正則化后的樣本三維向量集所對(duì)應(yīng)的人體動(dòng)作，對(duì)于該動(dòng)作所有的訓(xùn)練樣本生成的所有三維向量集，都將作為該動(dòng)作對(duì)應(yīng)的樣本三維向量集；對(duì)樣本三維向量集進(jìn)行特征提取，獲取該動(dòng)作的特征三維向量集，具體提取算法如下：

a.計(jì)算每個(gè)三維坐標(biāo)點(diǎn)在全部三維向量集中出現(xiàn)的次數(shù)；

b.根據(jù)其出現(xiàn)次數(shù)計(jì)算其特征系數(shù)，即，特征系數(shù)?=?三維坐標(biāo)點(diǎn)出現(xiàn)次數(shù)?/?該動(dòng)作三維向量集的個(gè)數(shù)；

c.如果特征系數(shù)大于50%，則認(rèn)為該點(diǎn)的三維向量集屬于特征三維向量集；

（4）動(dòng)作識(shí)別及認(rèn)定：

對(duì)于任意一個(gè)待識(shí)別的動(dòng)作，通過步驟（1）、（2）得到它的三維向量集，然后采用以下算法進(jìn)行識(shí)別：

a.快速進(jìn)行識(shí)別

計(jì)算該三維向量集與當(dāng)前系統(tǒng)中所有的特征三維向量的距離，如果該距離小于該特征三維向量所對(duì)應(yīng)的閥值，那么將此特征三維向量對(duì)應(yīng)的動(dòng)作作為一個(gè)候選動(dòng)作；

b.精細(xì)識(shí)別

對(duì)所有候選動(dòng)作，根據(jù)距離由小到大進(jìn)行排序，然后依次對(duì)每個(gè)候選動(dòng)作中的樣本三維向量集，計(jì)算它與待識(shí)別動(dòng)作的三維向量集的距離，如果其中最小距離小于預(yù)設(shè)的閥值，那么系統(tǒng)自動(dòng)認(rèn)定待識(shí)別動(dòng)作為當(dāng)前候選動(dòng)作。

2.?根據(jù)權(quán)利要求1所述的人體動(dòng)作識(shí)別訓(xùn)練系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于：所述的深度信息幀中的每個(gè)元素都是其對(duì)應(yīng)坐標(biāo)上的深度信息。

3.?根據(jù)權(quán)利要求1所述的人體動(dòng)作識(shí)別訓(xùn)練系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于：所述的骨骼信息幀有人體骨骼點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)組成。

4.?根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述的人體動(dòng)作識(shí)別訓(xùn)練系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于：所述的動(dòng)作信息幀的對(duì)數(shù)是指一個(gè)動(dòng)作中有多少對(duì)深度信息幀和骨骼信息幀。