[发明专利]一种关节活动度智能检测方法及系统

权利要求书

1.一种关节活动度智能检测方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

S100，在连续的多个不同时刻，使用若干摄像机，对用户进行全方位拍摄，得到图像序列；

S200，对图像序列中的每个图像，使用关键点检测算法，分别在各图像中标出关键点；

S300，根据图像序列，计算得到关节活动时域值；

S400，根据关节活动时域值，判断关节活动时域值是否在正常范围内；如果否，则推送报警信息到移动设备或者数据库；

其中，在S200中，对图像序列中的每个图像，使用关键点检测算法，分别在各图像中标出关键点的方法为：使用关键点检测算法，分别在图像序列中的各图像中标出关键点，将图像矩阵中关键点的位置的像素值设置为1其余的位置则为0，以此将图像序列中的每个图像的像素值转化为0或1的取值；

在S300中，根据图像序列，计算得到关节活动时域值的方法为：

记所述连续的多个不同时刻中各个时刻的序号为t，记所述连续的多个不同时刻中时刻的数量为T，t∈[1,T]；

记图像序列为序列Rouseq，Rouseq中序号为t的元素为Rouseq(t)，Rouseq(t)中的主视图为fv(t)，Rouseq(t)中的侧视图为sv(t)，Rouseq(t)中的俯视图为tv(t)，Rouseq(t)=[fv(t), sv(t), tv(t)]；

记fv(t)中行序号为i列序号为j的元素为fv(t)[i,j]，sv(t)中行序号为i列序号为j的元素为sv(t)[i,j]，tv(t)中行序号为i列序号为j的元素为tv(t)[i,j]；

定义函数Cap()，函数Cap()的输入为图像矩阵，其中函数Cap()的运算过程为：获取输入的图像矩阵中像素值为1的点的集合作为集合oneset，获取集合oneset中元素的数量为size，记集合oneset中元素的序号为q，q∈[1,size]，集合oneset中序号为q的元素在图像矩阵中的行序号i1的数值与列序号j1 的数值所组成的二元数组记为数组q[i1,j1]，其中，i1表示行序号，j1表示列序号，以q[i1]表示oneset中序号为q的元素在图像矩阵中的行序号，以q[j1]表示oneset中序号为q的元素在图像矩阵中的列序号，记函数Cap()的输出为result，result的计算公式为：

将得到的result输出；

对序列Rouseq中各元素Rouseq(t)包含的fv(t), sv(t)和tv(t)分别输入函数Cap()，fv(t)输入函数Cap()得到Cap(fv(t))，sv(t)输入函数Cap()得到Cap(sv(t))，tv(t)输入函数Cap()得到Cap(tv(t))；

定义Rouseq(t)的关节活动时域值为Spec(t)，Spec(t)=[Cap(fv(t)), Cap(sv(t)),Cap(tv(t))]，进而，记Spec(t)中的第1个元素为Spec(t)1，Spec(t)中的第2个元素为Spec(t)2，Spec(t)中的第3个元素为Spec(t)3；

关节活动时域值序列为各元素Rouseq(t)分别对应的关节活动时域值Spec(t)组成的序列，记作Spec，Spec中元素的序号与Rouseq中元素的序号保持一致；

在S400中，根据关节活动时域值，判断关节活动时域值是否在正常范围内的方法为：

设置集合Errset，Errset为用来收集具有异常的关节活动时域值的样本的集合，Errset为非互异性集合，令Errset的初始值为空集合；

设置变量state，state为用来计算用户的活动是否在正常范围内的变量，令state的初始值为0；

判断用户的活动是否在正常范围内的步骤具体为：

S601，在序列Spec内，按序号t从1到T的顺序，令t 的初始值为1；

S602，判断t的数值是否小于等于1，若是转到S606，若否则获取Spec中序号为t的元素Spec(t)并转到S603；

S603，获取序号t的前一个序号即t-1，获取Spec中序号为t-1的元素Spec(t-1)；从Spec(t)中获取Spec(t)1、Spec(t)2和Spec(t)3；从Spec(t-1)中获取其中的第1个元素Spec(t-1)1、第2个元素Spec(t-1)2和第3个元素Spec(t-1)3；转到S604；

S604，对state进行赋值，其中，进行赋值的方法为：计算Spec(t)1减去Spec(t-1)1的差值作为gr1，计算Spec(t)2减去Spec(t-1)2的差值作为gr2，计算Spec(t)3减去Spec(t-1)3的差值作为gr3，计算Spec(t)1、Spec(t)2和Spec(t)3的算术平均值为avg(t)，计算Spec(t-1)1、Spec(t-1)2和Spec(t-1)3的算术平均值为avg(t-1)，以state1表示用来对state进行赋值的变量，state1当前的数值的计算公式为：

将state1的数值赋值予state；转到S605；

S605，根据state的数值计算cos(π*state)，判断cos(π*state) 的数值是否小于等于0，若是则将当前的Spec(t)加入Errset，转到S606；

S606，判断当前t的数值是否大于等于T的数值，若是则转到S607，若否则将当t的数值增加1再转到S602；

S607，获取当前集合Errset中元素的数量为en，计算en/T；判断en/T是否小于等于1/(en+1)，若是则为关节活动时域值在正常范围内，若否则为关节活动时域值不在正常范围内，将关节活动时域值是否在正常范围内的判断结果保存并输出，再推送报警信息到移动设备或者数据库。