[发明专利]基于人体姿态识别的体育教学辅助系统和方法

权利要求书

1.一种基于人体姿态识别的体育教学辅助系统，包括：

深度摄像装置，用于获取包括用户跟随示范动作作运动动作的用户动作深度图像序列，以及拍摄教练的标准动作获取标准动作深度图像序列；

普通摄像装置，用于获取标准动作示范图像序列，所述标准动作示范图像序列用于向用户示范标准动作；

标准动作训练单元，用于根据所述标准动作深度图像序列建立标准动作模型，包括计算每帧标准动作深度图像的人体关节点的空间坐标构成人体姿态信息；根据连续多帧标准动作深度图像的人体姿态信息计算人体关节点的运动参数；其中，所述运动参数包括根据相邻帧的时间间隔和对应关节点的移动距离计算得到的关节点运动速度和人体肢体的转动角度；将所述人体关节点的人体姿态信息以及运动参数与图像序列时间信息一一映射获得标准动作模型；

标准动作存储单元，用于存储标准动作模型和与标准动作模型对应的标准动作示范图像序列；

显示终端，用于向用户显示所述标准动作示范图像序列；

动作比较单元，用于将预定时间点或时间段的所述用户动作深度图像序列与对应时间点或时间段的标准动作模型进行比较，获取用户动作与标准动作模型的差异；

提示装置，用于根据所述差异向显示装置输出动作评价信息或动作纠正提示信息。

2.如权利要求1所述的基于人体姿态识别的体育教学辅助系统，其特征在于，所述将预定时间点或时间段的所述用户动作深度图像序列与对应时间点或时间段的标准动作模型进行比较，获取用户动作与标准动作模型的差异包括：

计算预定时间点或时间段内每帧用户动作深度图像的人体关节点的空间坐标构成人体姿态信息；

根据连续多帧用户动作深度图像的人体姿态信息计算人体关节点的运动参数；其中，所述运动参数包括根据相邻帧的时间间隔和对应关节点的移动距离计算得到的关节点运动速度和人体肢体的转动角度；

将所述人体关节点的人体姿态信息以及运动参数与对应时间点或时间段的标准动作模型进行比较获取差异。

3.如权利要求1所述的基于人体姿态识别的体育教学辅助系统，其特征在于，所述系统还包括语音提示装置，所述提示装置输出通过语音信号提示用户纠正动作。

4.如权利要求1所述的基于人体姿态识别的体育教学辅助系统，其特征在于，所述预定时间点为关键姿势的时间点，所述预定时间段为关键动作所处的时间段。

5.一种基于人体姿态识别的体育教学辅助方法，包括：

通过深度摄像装置和普通摄像装置分别获取标准动作深度图像序列和标准动作示范图像序列；

根据所述标准动作深度图像序列建立标准动作模型，包括计算每帧标准动作深度图像的人体关节点的空间坐标构成人体姿态信息；根据连续多帧标准动作深度图像的人体姿态信息计算人体关节点的运动参数；所述运动参数包括根据相邻帧的时间间隔和对应关节点的移动距离计算得到的关节点运动速度和人体肢体的转动角度；将所述人体关节点的人体姿态信息以及运动参数与图像序列时间信息一一映射获得标准动作模型；

播放标准动作示范图像序列，同时通过深度摄像装置实时获取用户跟随所述标准动作示范图像序列运动的用户动作深度图像序列；

将预定时间点或时间段的所述用户动作深度图像序列与对应时间点或时间段的标准动作模型进行比较，获取用户动作与标准动作模型的差异；

根据所述差异评价用户动作或给出动作纠正提示。

6.如权利要求5所述的基于人体姿态识别的体育教学辅助方法，其特征在于，所述将预定时间点或时间段的所述用户动作深度图像序列与对应时间点或时间段的标准动作模型进行比较，获取用户动作与标准动作模型的差异包括：

计算预定时间点或时间段内每帧用户动作深度图像的人体关节点的空间坐标构成人体姿态信息；

根据连续多帧用户动作深度图像的人体姿态信息计算人体关节点的运动参数；其中，所述运动参数包括根据相邻帧的时间间隔和对应关节点的移动距离计算得到的关节点运动速度和人体肢体的转动角度；

将所述人体关节点的人体姿态信息以及运动参数与对应时间点或时间段的标准动作模型进行比较获取差异。