[发明专利]一种基于智能目标识别的跳绳计数方法

权利要求书

1.一种基于智能目标识别的跳绳计数方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)获取跳绳动作的原始视频数据，从原始视频数据中提取出图像数据和音频数据；

2)对图像数据进行单帧处理，得到一组顺序排列的单帧图像；

3)确定每帧图像中跳绳的人的人脸区域，并取出人脸区域的中心点高度坐标；

4)获取中心点高度坐标随时间变化的曲线，采用过零计数法得到跳绳的人的跳跃次数；

5)提取音频数据中的采样频率，绘制以时间为横坐标的音频波形图，并采用互相关系数法计算跳绳次数；采用互相关系数法计算跳绳次数的方法为：

5-1)以跳绳与地面某单次碰击的音频片段作为样本音频x，以跳绳视频中的音频序列作为被测音频y，计算样本音频x与被测音频y的互相关系数；

5-2)绘制出“互相关系数”图，设置互相关系数阈值，统计互相关系数超过设置阈值的次数m，则m即为跳绳个数；

6)融合视频和音频信息来判断是否为有效的跳绳次数，如果是有效的跳绳次数，则计数加1，不是有效跳绳则不计数；

7)输出并显示计数结果。

2.根据权利要求1所述的跳绳计数方法，其特征在于，步骤3)中，确定每帧图像中跳绳的人的人脸区域的方法为：

3-1)对每帧图像进行肤色识别，并过滤掉干扰数据，得到二值化图像；

3-2)排除非脸部肤色区域；

3-3)在原RGB图中框出脸部区域。

3.根据权利要求1所述的跳绳计数方法，其特征在于，步骤4)中，获取中心点高度坐标随时间变化的曲线，采用过零计数法得到跳绳的人的跳跃次数的方法为：

4-1)绘制中心点高度坐标随时间变化的曲线，并进行移动平均滤波处理，将连续的被处理的数据看作一个数量为N的窗口，每处理一个新数据时，窗口中的N个数据整体向前平移1位，即窗口中的第一个数据被去掉，新数据成为窗口中的最后一个数据，然后对窗口中的N个数取平均值，将得到的平均值作为被处理数据的值，其计算公式如下：

其中，n代表帧数；x(n)代表第n帧图像的实际中心点高度；N为移动平均滤波的窗口长度；y(n)表示经移动平均滤波后的第n帧图像的中心点高度；

4-2)找出曲线y坐标的最大值y_max和最小值y_min，对最大值y_max和最小值y_min求平均值得到y_mid；

4-3)以直线y＝y_mid作为新的坐标轴的x轴，重新绘制滤波后的轨迹曲线；

4-4)找出滤波后的轨迹曲线与新坐标轴x轴的交点个数，将交点个数除以2即为跳绳次数。

4.根据权利要1所述的跳绳计数方法，其特征在于，步骤5-2)中，设置互相关系数阈值为0.1。

5.根据权利要求1所述的跳绳计数方法，其特征在于，步骤6)中，融合视频和音频信息来判断是否为有效的跳绳次数的步骤为：

6-1)排除跳跃无效：计算平均每次的跳跃时间T1，当某次跳跃时间大于3T1时，作为无效跳跃，该次跳跃不计数；

6-2)排除跳绳无效：找出与有效跳跃一次对应的时间周期内的音频跳绳的次数，当结果是一次有效跳跃对应一次音频跳绳，或者一次有效跳跃对应多次音频跳绳时为有效跳绳，跳绳的次数以音频跳绳的次数计数；当结果是一次有效跳跃内没有音频跳绳时，则该次跳绳为失败的跳绳，不计入次数。