[發明專利]一種步態周期自動劃分方法及計算機設備

在審

• 申請號: 201811042857.4
• 申請日: 2018-09-07
• 公開（公告）號: CN109330605A
• 公開（公告）日: 2019-02-15
• 發明（設計）人: 聶作先;楊海燕;滕繡花;洪茂雄;張茂林;杜言;江思源
• 申請（專利權）人: 福建工程學院
• 主分類號: A61B5/11
• 分類號: A61B5/11
• 代理公司: 福州市鼓樓區京華專利事務所(普通合伙) 35212
• 代理人: 王美花

1.一種步態周期自動劃分方法，其特征在于：包括如下步驟：

步驟10、根據當前行人的一段行走視頻對應的圖像序列，截取行人的下肢部分圖像，計算每幀圖像中下肢部分所占面積，每幀得到一個面積，所有幀的面積構成下肢輪廓面積序列，并進行平滑處理；

步驟20、對所述平滑處理后的下肢輪廓面積序列識別其中面積變化曲線的峰值和谷值，得到峰值谷值交替序列；

步驟30、從所述峰值谷值交替序列中提取所有峰值序列，調整峰值序列，得到起點對齊的峰值谷值交替序列；

步驟40、根據調整后的峰值進行步態周期劃分，確定相鄰的兩個序號為奇數的面積峰值對應的圖像幀之間的所有圖像為一個完整步態周期。

2.根據權利要求1所述的一種步態周期自動劃分方法，其特征在于：所述步驟10進一步包括：

步驟11、獲取當前行人的一段行走視頻進行預處理，得到對應的圖像序列，每幀圖像進行二值化處理，其背景內容用黑色像素替代，像素值為0，人體在圖像中出現的位置用白色像素替代，像素值為1；

步驟12、初始化當前行人下肢輪廓面積序列areaList為空；

步驟13、從待處理圖像序列中獲取下一幀圖像f，若已無下一幀，則跳轉步驟17；

步驟14、裁取f的下部三分之一，記為f1；

步驟15、對f1中的每行像素進行掃描，記錄每行像素中人體輪廓像素坐標(i，x1)，則f1第i行的人體輪廓像素寬度為wi＝x1-x0+1；

步驟16、通過對步驟15得到的每行人體輪廓像素寬度進行求和，得到f1的人體輪廓面積，并添加到當前行人下肢輪廓面積序列areaList尾部；跳轉至步驟13；

步驟17、對下肢輪廓面積序列areaList中面積序列進行平滑處理，得到平滑處理后的人體下肢輪廓面積序列SmoothedAreaList。

3.根據權利要求2所述的一種步態周期自動劃分方法，其特征在于：所述步驟20進一步包括：

步驟21、從平滑處理后的人體下肢輪廓面積序列SmoothedAreaList中找到所有的峰值；

步驟22、求得所有相鄰峰值的距離，計算得到其平均距離d；

步驟23、以峰值平均間距d為基礎設置合理的相鄰峰值/谷值的距離范圍為[α*d，β*d]，其中α，β為系數；

步驟24、從此距離范圍[α*d,β*d]內尋找一個整數，將其作為相鄰峰值/谷值的距離下限，再次從平滑處理后的人體下肢輪廓面積序列SmoothedAreaList中提取滿足此下限要求的峰值集合及谷值集合，形成一峰值谷值序列，保證峰值和谷值交替出現，同時第一個出現的必須是峰值，若不滿足，則丟棄第一個峰值前的谷值以使序列滿足以峰值開始，最后得到最終的峰值谷值交替序列peakValleyList。

4.根據權利要求3所述的一種步態周期自動劃分方法，其特征在于：所述步驟30進一步包括：

步驟31、從峰值谷值交替序列peakValleyList中提取峰值序列peakList。

步驟32、設N為峰值序列中峰值的總數，若N為奇數，則去掉取峰值序列peakList中最后一個峰值；然后，分別計算峰值序列peakList中下標為奇數和偶數的峰值的和，分別記為oSum和eSum。

步驟33、若oSum<eSum，則從峰值序列peakList中刪除第一個峰值，否則保持峰值序列peakList不變。

5.根據權利要求1所述的一種步態周期自動劃分方法，其特征在于：所述步驟40的步態周期劃分具體為：設定每個完整的步態周期均以峰值序列中下標為奇數的峰值開始，到下一個下標為奇數的峰值結束，包含其在對應的行走圖像之間的圖像子序列，且前一個完整的步態周期的結束幀與下一個完整的步態周期的開始幀相同。