[发明专利]一种基于互相关系数法的音频跳绳计数方法

说明书

本发明公开了一种基于互相关系数法的音频跳绳计数方法，属于智能健身运动技术领域，包括：1)获取跳绳动作的视频数据，从视频数据中提取出音频数据；2)提取音频的采样频率，绘制以时间为横坐标的音频波形图；3)选定样本声音，采用互相关系数法计算跳绳次数；4)输出并显示计数结果。可利用高清摄录设备(如：智能手机等)，从一定的角度、合适的距离，对包括跳绳人在内的整个跳绳过程进行录制。获得相对稳定的视频图像后，对其中的音频信息进行分析处理。该方法通过识别绳子接触地面的声音来达到判断跳绳的次数，不仅准确，而且视频可以回塑，具有很好的应用价值。

技术领域

本发明涉及智能健身运动设备技术领域，具体地说，涉及一种基于互相关系数法的音频跳绳计数方法。

背景技术

跳绳作为一项老少皆宜的有氧运动，能够使全身的各个关节得到很好的锻炼，同时也作为中小学生体育考试的必考科目。目前，虽然已有能自动计数的跳绳，但由于短时间内计数次数可能不止一次，加之无法正确判断绳子的转向，导致跳绳过程中的无效成绩无法自动排除。

公布号为CN106512285A的中国专利文献公开了一种跳绳和跳绳计数方法，该跳绳包括第一手柄、第二手柄和绳子，第一手柄包括手持部、转动机构、速度感应器、处理器、红外发射器和红外接收器，手持部内设置有用于支撑红外接收器的支撑部，红外发射器朝红外接收器发射红外线束。其中，速度感应器用于检测转动机构的转速，处理器根据转动机构的转速数据判断转动机构是否旋转一周，若旋转一周，则继续判断转动机构在转动过程中不断切割红外线束的方向与预设方向是否一致，若方向一致，则所述转速数据有效，若方向相反，则所述转速数据无效。本发明虽然能够实现跳绳过程的精确计数，但往往存在计数不够准确，不能反向计数，使用时间不能长久等问题。

公布号为CN109758716A的中国专利文献公开的一种基于声音信息的跳绳计数方法，利用绳子与地面接触产生的声音滤波后的脉冲极值点来计算跳绳次数，存在受到鞋子与地面接触的声音干扰而引起误计数的情况。

发明内容

本发明的目的为提供一种基于声音信息的跳绳计数方法，，该方法通过对人在跳绳计数过程中运用听觉感观的机理分析，对音频信息采用互相关系数法进行分析判断，来实现对跳绳进行自动精确计数。

为了实现上述目的，本发明提供的基于互相关系数法的音频跳绳计数方法包括以下步骤：

1)获取跳绳动作的视频数据，从视频数据中提取出音频数据；

2)提取音频的采样频率，绘制以时间为横坐标的音频波形图；

3)选定样本声音，采用互相关系数法计算跳绳次数；

4)输出并显示计数结果。

上述技术方案中，可利用高清摄录设备(如：智能手机等)，从一定的角度、合适的距离，对包括跳绳人在内的整个跳绳过程进行录制。获得相对稳定的视频图像后，对其中的音频信息进行分析处理。该方法通过识别绳子接触地面的声音来达到判断跳绳的次数，不仅准确，而且视频可以回塑，具有很好的应用价值。

作为优选，步骤2)中，提取音频的采样频率，绘制以时间为横坐标的音频波形图的步骤为：提取跳绳视频的音频信息作为被测音频，得到其时域波形图。

作为优选，步骤3)中，选定样本声音，采用互相关系数法计算跳绳次数的步骤为：

3-1)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，互相关函数的计算方法说明如下：