[发明专利]一种基于Kinect装置的步态特征提取系统

说明书

一种基于Kinect装置的步态特征提取系统，包括Kinect传感器、信息接收装置、数据处理模块、中央控制中心和终端设备；所述数据处理模块包括第一数据处理模块和第二数据处理模块。所述Kinect传感器的信号输出端连接信息接收装置的输入端；信息接收装置的输出端连接数据处理模块；数据处理模块的输出端连接终端设备；中央控制中心分别连接信息接收装置和数据处理模块。通过中央控制中心与Kinect装置的相互联合，对受试者三维坐标的收集、储存和处理,并实时的将受试者的步态特征信息显示到终端设备上，能为临床医生对偏瘫步态障碍进行诊断和评估提供依据。

技术领域

本发明涉及一种基于Kinect装置的步态特征提取系统，属医疗设备图像处理技术领域。

背景技术

偏瘫又叫半身不遂，是急性脑血管病的常见症状。轻度偏瘫病人虽然尚能活动，但走起路来，往往呈现特殊的走路姿势，严重者常卧床不起，丧失生活能力。由于大多数偏瘫患者患病后行走困难、速度缓慢且稳定性差，因此恢复步态正常是偏瘫患者康复阶段需要解决的主要问题，而如何准确捕捉和提取步态信息在偏瘫患者诊断和康复阶段都至关重要。

目前国内外主流的步态信息检测与分析方法分为两类，一类是基于传感器设备，这种方法主要是利用各种传感器直接检测受试者身体各个部位的步态变化，例如压力传感器、角度传感器等；另一类方法是基于图像的步态分析处理方法，通过拍摄受试者行走过程中的图像，提取骨骼关键点的位置坐标，获取受试者的行走步态参数。目前，测力平台和三维运动捕捉系统是实验室中用于步态评估的常用设备，但由于三维运动捕捉系统价格昂贵，且对操作者技术要求较高，限制了其在临床诊断和康复医学中的大规模使用；而测力平台需要患者只能在有限的空间范围内活动，同样具有较大的局限。

综上所述，如何能在较低投入的前提下高效快捷地获取患者的运动轨迹，是能否将偏瘫患者步态的客观测量方法广泛应用于临床的关键所在。

Kinect是微软在2009年6月2日的E3大展上，正式公布的XBOX360体感周边外设。Kinect彻底颠覆了游戏的单一操作，使人机互动的理念更加彻底的展现出来。

Kinect装置是一种3D体感摄影机，同时它导入了即时动态捕捉、影像辨识、麦克风输入、语音辨识、社群互动等功能。玩家可以通过这项技术在游戏中开车、与其他玩家互动、通过互联网与其他Xbox玩家分享图片和信息等。

发明内容

本发明的目的是，针对现有步态信息检测存在的问题，本发明提出一种基于Kinect装置的步态特征提取系统。

本发明实现的技术方案如下，一种基于Kinect装置的步态特征提取系统，其特征在于，所述系统包括Kinect传感器、信息接收装置、第一数据处理模块X、第二数据处理模块Y、中央控制中心和终端设备。

所述Kinect传感器的信号输出端连接信息接收装置的输入端；信息接收装置的输出端连接数据处理模块；数据处理模块的输出端连接终端设备；中央控制中心分别连接信息接收装置和数据处理模块。

所述Kinect传感器内置有一种骨骼关键点软件，并且可通过深度图像的骨骼跟踪技术来采集受试者骨骼节点的三维坐标。

所述信息接收装置接收由Kinect装置发送的受试者身体节段坐标数据信息，并将所得到的受试者骨骼节点的三维坐标位置进行储存并输出至数据处理模块。

所述第一数据处理模块包括质心位置计算系统和质心位置比较系统。

所述质心位置计算系统，将信息接收装置发送的身体节段三维坐标来计算人体各身体节段质心位置，在根据各节段质心位置进而得出人体质心位置。

所述质心位置比较系统，通过接收质心位置计算系统得到的不同前进距离的质心位置，在基于深度图像的方法得出受试者质心(上下或左右方向)移动范围的平均值。