[發明專利]一種基于RGBD攝像頭的人體動作捕捉分析系統

在審

• 申請號: 202110036317.0
• 申請日: 2021-01-12
• 公開（公告）號: CN112766126A
• 公開（公告）日: 2021-05-07
• 發明（設計）人: 劉波;張曉峰;王青峰
• 申請（專利權）人: 融信信息科技有限公司
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/20;G06K9/40;G06K9/62;G06N20/00;G06T7/11;G06T7/194;G06T7/73
• 代理公司: 北京沃知思真知識產權代理有限公司 11942
• 代理人: 王妮

1.一種基于RGBD攝像頭的人體動作捕捉分析系統，其特征在于，包括動作采集模塊、動作分析模塊、中央控制模塊和機器訓練模塊；

其中，所述動作采集模塊包括圖像采集單元、圖像預處理單元和骨骼關節單元，所述圖像采集單元具體為RGBD攝像頭，所述RGBD攝像頭型號具體為Kinect，所述圖像采集單元包括彩色攝像頭、紅外投影機、紅外攝像頭和電動馬達，所述圖像預處理單元包括圖像分割子單元、圖像去噪子單元；所述動作分析模塊包括數據存儲中心單元、動作分析單元和可視化展示單元，所述動作采集模塊、動作分析模塊和機器訓練模塊均與中央控制模塊無線連接。

2.根據權利要求1所述的一種基于RGBD攝像頭的人體動作捕捉分析系統，其特征在于，所述彩色攝像頭用于獲取被拍攝人體的彩色圖像信息，所述紅外投影機用于向被拍攝人體發射紅外線，所述紅外攝像頭用于接收向被拍攝人體發射紅外線，并獲取被拍攝人體的深度圖像信息；所述電動馬達用于控制RGBD攝像頭的拍攝視角，所述RGBD攝像頭的視角范圍為水平角度57°，垂直角度43°。

3.根據權利要求1所述的一種基于RGBD攝像頭的人體動作捕捉分析系統，其特征在于，所述圖像預處理單元用于將被拍攝人體的深度圖像信息進行分割和去噪處理，得到深度圖像；所述圖像分割子單元用于通過邊緣檢測技術將被拍攝人體的深度圖像信息中的背景圖像提取出來，再利用ViBe運動檢測算法將背景圖像剔除；所述圖像去噪子單元用于利用噪聲閾值處理法將拍攝人體的深度圖像信息中的鬼影或黑影進行識別和剔除，得到深度圖像。

4.根據權利要求1所述的一種基于RGBD攝像頭的人體動作捕捉分析系統，其特征在于，所述骨骼關節單元用于利用BPC算法對深度圖像進行部位分割和關節點定位，得到人體骨骼關節數據；所述數據存儲中心模塊用于存儲人體骨骼關節數據、彩色圖像信息和深度圖像信息；所述機器訓練模塊用于提取存儲于數據存儲中心模塊的人體骨骼關節數據，并通過機器學習算法構建人體動作分析模型，其具體過程如下：

S1：通過動作采集模塊采集大量人體骨骼關節數據，得到人體骨骼關節數據集合；

S2：對人體骨骼關節數據集合進行特征提取，得到人體骨骼關節特征集合；

S3：利用去噪和過濾方法對人體骨骼關節特征集合進行預處理；

S4：通過去均值和歸一化方法對人體骨骼關節特征集合進行降維，得到人體骨骼關節訓練集；

S5：構建分類器，并將人體骨骼關節訓練集放入分類器進行訓練，得到人體動作分析模型。

5.根據權利要求1所述的一種基于RGBD攝像頭的人體動作捕捉分析系統，其特征在于，所述中央控制模塊用于控制動作采集模塊、動作分析模塊和數據存儲中心模塊，并對其進行指令發送；所述可視化展示單元具體為PC端顯示屏，用于將人體骨骼關節數據、彩色圖像信息和深度圖像信息進行和合并，形成人體動作三維圖。

6.根據權利要求1所述的一種基于RGBD攝像頭的人體動作捕捉分析系統，其特征在于，所述動作對比分析單元用于根據人體動作分析模型進行人體動作分析；其具體過程如下：

SS1：通過動作采集模塊采集被拍攝者的人體骨骼關節數據、彩色圖像信息和深度圖像信息；

SS2：將人體骨骼關節數據放入人體動作分析模型進行分析，得到分析結果；

SS3：利用可視化展示單元將分析結果和過程進行三維立體化展示。