[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于動(dòng)作捕捉的動(dòng)作指導(dǎo)方法和裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910184701.8
• 申請(qǐng)日: 2019-03-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110045823B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-10-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張子聰;戚盼;王志遠(yuǎn);劉芷辰;黃穎;高英;陳青云
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京郵電大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G06F3/01
• 分類(lèi)號(hào): G06F3/01;G06K9/00
• 代理公司: 北京風(fēng)雅頌專(zhuān)利代理有限公司 11403
• 代理人: 李翔

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于動(dòng)作捕捉的動(dòng)作指導(dǎo)方法，包括：獲取標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)作圖像及用戶(hù)動(dòng)作圖像；輸出標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)作圖像和用戶(hù)動(dòng)作圖像中人體各關(guān)鍵點(diǎn)及二維坐標(biāo)的數(shù)字信號(hào)；識(shí)別人體的肢體長(zhǎng)度及肢體夾角，標(biāo)識(shí)出標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)作圖像和調(diào)整后的用戶(hù)動(dòng)作圖像中人體各關(guān)節(jié)點(diǎn)及各關(guān)節(jié)點(diǎn)的二維坐標(biāo)的數(shù)字信號(hào)；分別將標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)作圖像中人體各關(guān)鍵點(diǎn)的二維坐標(biāo)的數(shù)字信號(hào)與第一人體骨骼模型對(duì)應(yīng)、調(diào)整后的用戶(hù)動(dòng)作圖像中人體各關(guān)鍵點(diǎn)的二維坐標(biāo)的數(shù)字信號(hào)與第二人體骨骼模型對(duì)應(yīng)；對(duì)比第一骨骼模型的動(dòng)作和第二骨骼模型的動(dòng)作中各肢體間的夾角，以判斷用戶(hù)的動(dòng)作與標(biāo)準(zhǔn)的動(dòng)作是否在誤差范圍內(nèi)；若用戶(hù)的動(dòng)作與標(biāo)準(zhǔn)的動(dòng)作偏差超過(guò)閾值，則提醒用戶(hù)朝減少誤差的方向調(diào)整動(dòng)作。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及人機(jī)交互技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種基于動(dòng)作捕捉的動(dòng)作指導(dǎo)方法和裝置。

背景技術(shù)

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步，人們對(duì)于生活品質(zhì)的要求越來(lái)越高，更加注重通過(guò)瑜伽、舞蹈、健身器材等來(lái)豐富自身的娛樂(lè)生活，并提高身體素質(zhì)。但由于學(xué)習(xí)班費(fèi)用昂貴、不愿意在眾人面前表現(xiàn)自己等因素的影響，很多人需要?jiǎng)幼髦笇?dǎo)系統(tǒng)來(lái)提高自身的學(xué)習(xí)效率。

有關(guān)動(dòng)作捕捉技術(shù)，現(xiàn)有較為成熟技術(shù)可分為機(jī)械式、聲學(xué)式、電磁式、慣性導(dǎo)航式以及光學(xué)式。相較于其它幾種形式，光學(xué)式的優(yōu)勢(shì)在于配套的外設(shè)簡(jiǎn)單，用戶(hù)的活動(dòng)自由度很高，能夠最大化地提高用戶(hù)學(xué)習(xí)效率，改善用戶(hù)使用體驗(yàn)；同時(shí)較高的采樣率可以進(jìn)一步提升用戶(hù)動(dòng)作采集的準(zhǔn)確度。

目前采用光學(xué)式動(dòng)作捕捉方法的動(dòng)作指導(dǎo)方案中通常使用六個(gè)以上的相機(jī)環(huán)繞場(chǎng)地排列，來(lái)確定觀測(cè)點(diǎn)在空間中的位置。同時(shí)為了滿(mǎn)足計(jì)算機(jī)視覺(jué)系統(tǒng)的捕捉，需要用戶(hù)穿著單色的服裝，并在關(guān)鍵點(diǎn)處貼上顏色鮮艷的特制光點(diǎn)。再者，指導(dǎo)系統(tǒng)的處理流程和時(shí)間復(fù)雜度均比較繁瑣。

可見(jiàn)，對(duì)于一般的用戶(hù)而言，六臺(tái)以上相機(jī)的高物質(zhì)條件以及大場(chǎng)地的限制，很難滿(mǎn)足。使用前要更換單色服裝并佩戴光點(diǎn)，十分繁瑣。處理流程和處理時(shí)間復(fù)雜度的繁瑣導(dǎo)致動(dòng)作匹配和識(shí)別效果不夠好。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提出一種基于動(dòng)作捕捉的動(dòng)作指導(dǎo)方法。

基于上述目的本發(fā)明提供的基于動(dòng)作捕捉的動(dòng)作指導(dǎo)方法，所述方法包括下述步驟：

獲取標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)作圖像及用戶(hù)動(dòng)作圖像；

預(yù)處理所述標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)作圖像和所述用戶(hù)動(dòng)作圖像，識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)作姿勢(shì)以及用戶(hù)動(dòng)作姿勢(shì)，并輸出所述標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)作圖像和所述用戶(hù)動(dòng)作圖像中人體各關(guān)鍵點(diǎn)及其二維坐標(biāo)的數(shù)字信號(hào)；

分析所述人體各關(guān)鍵點(diǎn)的二維坐標(biāo)的數(shù)字信號(hào)，識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)作圖像和用戶(hù)動(dòng)作圖像中人體的肢體長(zhǎng)度及肢體夾角，對(duì)所述用戶(hù)動(dòng)作圖像進(jìn)行歸一化處理，使所述用戶(hù)動(dòng)作圖像的肢體長(zhǎng)度與標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)作圖像相適配，輸出調(diào)整后的用戶(hù)動(dòng)作圖像中人體各關(guān)鍵點(diǎn)的二維坐標(biāo)的數(shù)字信號(hào)，并標(biāo)識(shí)出標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)作圖像和調(diào)整后的用戶(hù)動(dòng)作圖像中人體各關(guān)節(jié)點(diǎn)及各關(guān)節(jié)點(diǎn)的二維坐標(biāo)的數(shù)字信號(hào)；

分別將所述的標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)作圖像和調(diào)整后的用戶(hù)動(dòng)作圖像中人體各關(guān)節(jié)點(diǎn)根據(jù)所述二維坐標(biāo)的數(shù)字信號(hào)有序連線，分別得到適用于所述標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)作圖像的第一人體骨骼模型和適用于所述調(diào)整后的用戶(hù)動(dòng)作圖像的第二人體骨骼模型，并分別將所述標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)作圖像中人體各關(guān)鍵點(diǎn)的二維坐標(biāo)的數(shù)字信號(hào)與所述第一人體骨骼模型對(duì)應(yīng)、所述調(diào)整后的用戶(hù)動(dòng)作圖像中人體各關(guān)鍵點(diǎn)的二維坐標(biāo)的數(shù)字信號(hào)與所述第二人體骨骼模型對(duì)應(yīng)；

對(duì)比第一骨骼模型的動(dòng)作和第二骨骼模型的動(dòng)作中各肢體間的夾角，以判斷用戶(hù)的動(dòng)作與標(biāo)準(zhǔn)的動(dòng)作是否在誤差范圍內(nèi)；若用戶(hù)的動(dòng)作與標(biāo)準(zhǔn)的動(dòng)作偏差超過(guò)閾值，則提醒用戶(hù)朝減少誤差的方向調(diào)整動(dòng)作。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述對(duì)比第一骨骼模型的動(dòng)作和所述第二骨骼模型的動(dòng)作中各肢體間的夾角的步驟包括：

根據(jù)所述第一骨骼模型和所述第二骨骼模型中人體各關(guān)鍵點(diǎn)的二維坐標(biāo)，計(jì)算出各肢體間的夾角；