[发明专利]一种基于RGBD摄像头的人体动作捕捉分析系统

权利要求书

1.一种基于RGBD摄像头的人体动作捕捉分析系统，其特征在于，包括动作采集模块、动作分析模块、中央控制模块和机器训练模块；

其中，所述动作采集模块包括图像采集单元、图像预处理单元和骨骼关节单元，所述图像采集单元具体为RGBD摄像头，所述RGBD摄像头型号具体为Kinect，所述图像采集单元包括彩色摄像头、红外投影机、红外摄像头和电动马达，所述图像预处理单元包括图像分割子单元、图像去噪子单元；所述动作分析模块包括数据存储中心单元、动作分析单元和可视化展示单元，所述动作采集模块、动作分析模块和机器训练模块均与中央控制模块无线连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于RGBD摄像头的人体动作捕捉分析系统，其特征在于，所述彩色摄像头用于获取被拍摄人体的彩色图像信息，所述红外投影机用于向被拍摄人体发射红外线，所述红外摄像头用于接收向被拍摄人体发射红外线，并获取被拍摄人体的深度图像信息；所述电动马达用于控制RGBD摄像头的拍摄视角，所述RGBD摄像头的视角范围为水平角度57°，垂直角度43°。

3.根据权利要求1所述的一种基于RGBD摄像头的人体动作捕捉分析系统，其特征在于，所述图像预处理单元用于将被拍摄人体的深度图像信息进行分割和去噪处理，得到深度图像；所述图像分割子单元用于通过边缘检测技术将被拍摄人体的深度图像信息中的背景图像提取出来，再利用ViBe运动检测算法将背景图像剔除；所述图像去噪子单元用于利用噪声阈值处理法将拍摄人体的深度图像信息中的鬼影或黑影进行识别和剔除，得到深度图像。

4.根据权利要求1所述的一种基于RGBD摄像头的人体动作捕捉分析系统，其特征在于，所述骨骼关节单元用于利用BPC算法对深度图像进行部位分割和关节点定位，得到人体骨骼关节数据；所述数据存储中心模块用于存储人体骨骼关节数据、彩色图像信息和深度图像信息；所述机器训练模块用于提取存储于数据存储中心模块的人体骨骼关节数据，并通过机器学习算法构建人体动作分析模型，其具体过程如下：

S1：通过动作采集模块采集大量人体骨骼关节数据，得到人体骨骼关节数据集合；

S2：对人体骨骼关节数据集合进行特征提取，得到人体骨骼关节特征集合；

S3：利用去噪和过滤方法对人体骨骼关节特征集合进行预处理；

S4：通过去均值和归一化方法对人体骨骼关节特征集合进行降维，得到人体骨骼关节训练集；

S5：构建分类器，并将人体骨骼关节训练集放入分类器进行训练，得到人体动作分析模型。

5.根据权利要求1所述的一种基于RGBD摄像头的人体动作捕捉分析系统，其特征在于，所述中央控制模块用于控制动作采集模块、动作分析模块和数据存储中心模块，并对其进行指令发送；所述可视化展示单元具体为PC端显示屏，用于将人体骨骼关节数据、彩色图像信息和深度图像信息进行和合并，形成人体动作三维图。

6.根据权利要求1所述的一种基于RGBD摄像头的人体动作捕捉分析系统，其特征在于，所述动作对比分析单元用于根据人体动作分析模型进行人体动作分析；其具体过程如下：

SS1：通过动作采集模块采集被拍摄者的人体骨骼关节数据、彩色图像信息和深度图像信息；

SS2：将人体骨骼关节数据放入人体动作分析模型进行分析，得到分析结果；

SS3：利用可视化展示单元将分析结果和过程进行三维立体化展示。