[发明专利]基于时间一致性的个性化运动姿态估计与分析方法及系统

说明书

本发明属于智能运动辅助领域，提供了一种基于时间一致性的个性化运动姿态估计与分析方法及系统。其中，该方法包括识别教学视频与学生自学视频中的动作，提取关键骨骼坐标；对齐教学视频与学生自学视频中的不同步动作，使视频中的动作速度一致；基于对齐教学视频与学生自学视频中每帧的关键骨骼坐标角度偏差比与关节距离对动作进行度量，计算动作差异度；根据动作差异度生成姿态调整建议；根据动作差异度及运动金字塔模型，生成从局部动作到整体动作的多尺度得分。其能够清晰展现动作过程中的每个细节，为用户提供动作指导意见，精确指出每个动作的偏差。

技术领域

本发明属于智能运动辅助领域，尤其涉及一种基于时间一致性的个性化运动姿态估计与分析方法及系统。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

瑜伽、太极等运动有益于人的身心健康，但其动作学习起来比较困难，往往需要专业教练面对面的示范与不断纠错才能学好。由于受到时间、地点等因素的制约，更多的人只好通过观看网络视频来学习。然而，因缺少专业的纠错指导，人们学习的动作往往达不到标准，反而影响身体健康。智能运动辅助技术能够辅助动作学习，帮助学习者提高效率。但部分系统需要动捕设备、kinect等专业设备，造价较高，难以普及。而基于单目视频进行运动分析无需昂贵专业设备，能够打破时间和场景的限制，且能够较为全面地分析人体动作，帮助学习者矫正运动姿态。

据发明人了解，目前基于单目视频的智能运动辅助学习方法仍存在以下问题：(1)基于视频的动作评估方法还不能很好的自动对齐不同视频之间的同一动作。比如：太极等运动的动作速度因人而异，即使同一人的速度也可能存在差异。不同视频(如教学视频与学习视频)中的动作难以同步，用户无法同时对比观看学习视频与教学视频，缺少动作参照。(2)缺乏动作纠正机制，不能评估人体多个部位动作差异，用户缺少反馈，无法得知动作偏差、动作标准度等比对细节，难以开展学习。

发明内容

为了解决上述背景技术中存在的技术问题，本发明提供一种基于时间一致性的个性化运动姿态估计与分析方法及系统，其能够对运动过程中每帧的动作进行分析，进行多尺度比对，清晰展现动作过程中的每个细节，为用户提供动作指导意见，精确指出每个动作的偏差。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的第一个方面提供一种基于时间一致性的个性化运动姿态估计与分析方法。

一种基于时间一致性的个性化运动姿态估计与分析方法，其包括：

识别教学视频与学生自学视频中的动作，提取关键骨骼坐标；

对齐教学视频与学生自学视频中的不同步动作，使视频中的动作速度一致；

基于对齐教学视频与学生自学视频中每帧的关键骨骼坐标角度偏差比与关节距离对动作进行度量，计算动作差异度；

根据动作差异度生成姿态调整建议；

根据动作差异度及运动金字塔模型，生成从局部动作到整体动作的多尺度得分。

本发明的第二个方面提供一种基于时间一致性的个性化运动姿态估计与分析系统。

一种基于时间一致性的个性化运动姿态估计与分析系统，其包括：

姿态提取模块，其用于识别教学视频与学生自学视频中的动作，提取关键骨骼坐标；

视频对齐模块，其用于对齐教学视频与学生自学视频中的不同步动作，使视频中的动作速度一致；

动作分析模块，其用于基于对齐教学视频与学生自学视频中每帧的关键骨骼坐标角度偏差比与关节距离对动作进行度量，计算动作差异度；

反馈模块，其用于根据动作差异度生成姿态调整建议；