[发明专利]一种基于动作捕捉的动作指导方法和装置

说明书

本发明公开了一种基于动作捕捉的动作指导方法，包括：获取标准动作图像及用户动作图像；输出标准动作图像和用户动作图像中人体各关键点及二维坐标的数字信号；识别人体的肢体长度及肢体夹角，标识出标准动作图像和调整后的用户动作图像中人体各关节点及各关节点的二维坐标的数字信号；分别将标准动作图像中人体各关键点的二维坐标的数字信号与第一人体骨骼模型对应、调整后的用户动作图像中人体各关键点的二维坐标的数字信号与第二人体骨骼模型对应；对比第一骨骼模型的动作和第二骨骼模型的动作中各肢体间的夹角，以判断用户的动作与标准的动作是否在误差范围内；若用户的动作与标准的动作偏差超过阈值，则提醒用户朝减少误差的方向调整动作。

技术领域

本发明涉及人机交互技术领域，特别是指一种基于动作捕捉的动作指导方法和装置。

背景技术

随着经济的发展和社会的进步，人们对于生活品质的要求越来越高，更加注重通过瑜伽、舞蹈、健身器材等来丰富自身的娱乐生活，并提高身体素质。但由于学习班费用昂贵、不愿意在众人面前表现自己等因素的影响，很多人需要动作指导系统来提高自身的学习效率。

有关动作捕捉技术，现有较为成熟技术可分为机械式、声学式、电磁式、惯性导航式以及光学式。相较于其它几种形式，光学式的优势在于配套的外设简单，用户的活动自由度很高，能够最大化地提高用户学习效率，改善用户使用体验；同时较高的采样率可以进一步提升用户动作采集的准确度。

目前采用光学式动作捕捉方法的动作指导方案中通常使用六个以上的相机环绕场地排列，来确定观测点在空间中的位置。同时为了满足计算机视觉系统的捕捉，需要用户穿着单色的服装，并在关键点处贴上颜色鲜艳的特制光点。再者，指导系统的处理流程和时间复杂度均比较繁琐。

可见，对于一般的用户而言，六台以上相机的高物质条件以及大场地的限制，很难满足。使用前要更换单色服装并佩戴光点，十分繁琐。处理流程和处理时间复杂度的繁琐导致动作匹配和识别效果不够好。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种基于动作捕捉的动作指导方法。

基于上述目的本发明提供的基于动作捕捉的动作指导方法，所述方法包括下述步骤：

获取标准动作图像及用户动作图像；

预处理所述标准动作图像和所述用户动作图像，识别标准动作姿势以及用户动作姿势，并输出所述标准动作图像和所述用户动作图像中人体各关键点及其二维坐标的数字信号；

分析所述人体各关键点的二维坐标的数字信号，识别标准动作图像和用户动作图像中人体的肢体长度及肢体夹角，对所述用户动作图像进行归一化处理，使所述用户动作图像的肢体长度与标准动作图像相适配，输出调整后的用户动作图像中人体各关键点的二维坐标的数字信号，并标识出标准动作图像和调整后的用户动作图像中人体各关节点及各关节点的二维坐标的数字信号；

分别将所述的标准动作图像和调整后的用户动作图像中人体各关节点根据所述二维坐标的数字信号有序连线，分别得到适用于所述标准动作图像的第一人体骨骼模型和适用于所述调整后的用户动作图像的第二人体骨骼模型，并分别将所述标准动作图像中人体各关键点的二维坐标的数字信号与所述第一人体骨骼模型对应、所述调整后的用户动作图像中人体各关键点的二维坐标的数字信号与所述第二人体骨骼模型对应；

对比第一骨骼模型的动作和第二骨骼模型的动作中各肢体间的夹角，以判断用户的动作与标准的动作是否在误差范围内；若用户的动作与标准的动作偏差超过阈值，则提醒用户朝减少误差的方向调整动作。

在其中一个实施例中，所述对比第一骨骼模型的动作和所述第二骨骼模型的动作中各肢体间的夹角的步骤包括：

根据所述第一骨骼模型和所述第二骨骼模型中人体各关键点的二维坐标，计算出各肢体间的夹角；