一种基于计算机视觉的人体运动姿态纠正方法及系统与流程

本发明涉及人体运动姿态纠正，具体为一种基于计算机视觉的人体运动姿态纠正方法及系统。

背景技术：

1、基于计算机视觉的人体运动姿态纠正方法主要通过摄像头捕捉人体的动态姿态，然后利用深度学习和图像处理技术分析这些姿态数据，识别不正确的运动模式或姿势。系统会实时提供反馈或建议，帮助用户调整和改进运动姿势，以达到更好的效果和减少受伤风险。

2、为此，中国专利cn 104200491 a公开了一种人体运动姿态校正系统，该系统通过构建人体骨架数据和人体关节点欧氏距离数据,以得出人体运动姿态信息:影像标准库模块中存储有人体标准运动姿态数据,人体标准运动姿态数据包括人体骨架数据和人体关节点数据；影像对比模块将kinect摄像头构建的人体骨架和人体关节点欧式距离数据与标准库中的标准运动姿态数据进行比对,得出姿态是否正确的结果,并且得出人体姿态相对正确的姿态之间的误差；影像校正输出模块,将采集的人体姿态与影像标准库中的标准运动姿态对比的结果及误差信息输出；

3、但这种方式采集，当多个点重合在一起时，无法有效的判断用户动作是否标准，从而降低判断的准确性。

技术实现思路

1、(一)解决的技术问题

2、针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于计算机视觉的人体运动姿态纠正方法及系统，具备避免多个点重合在一起时，无法有效的判断用户动作是否标准，提高了判断的准确性等优点，解决了上述问题。

3、(二)技术方案

4、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于计算机视觉的人体运动姿态纠正方法，包括以下步骤：

5、s1、输入人体运动标准动作，并根据人体标准动作中人体的腰部中心位置为原点建立参考坐标系，其中参考坐标系有正面参考坐标系、左侧视参考坐标系和右侧视参考坐标系；

6、s2、根据建立的正面参考坐标系获取人体运动标准动作中的多个人体头部正面坐标、多个左手正面坐标、多个右手正面坐标、多个左脚正面坐标和多个右脚正面坐标，根据建立的左侧视参考坐标系获取人体运动标准动作中多个人体头部左视坐标、多个左手左视坐标和多个左脚左视坐标，根据建立的右侧视参考坐标系获取多个人体头部右视坐标、多个右手右视坐标和多个右脚右视坐标；

7、s3、根据多个人体头部正面坐标、多个左手正面坐标、多个右手正面坐标、多个左脚正面坐标和多个右脚正面坐标按照完成对应动作的步骤顺序建立对应的正面动作坐标数据集，根据多个人体头部左视坐标、多个左手左视坐标和多个左脚左视坐标按照完成对应动作的步骤顺序建立左视动作坐标数据集，根据多个人体头部右视坐标、多个右手右视坐标和多个右脚右视坐标按照完成对应动作的步骤顺序建立右视动作坐标数据集；

8、s4、获取用户对照人体运动标准动作作出运动，完成的每一个动作后的人体头部正面对照坐标、左手正面对照坐标、右手正面对照坐标、左脚正面对照坐标和右脚正面对照坐标，获取用户对照人体运动标准动作作出运动，完成的每一个动作后的人体头部左视对照坐标、左手左视对照坐标和左脚左视对照坐标，以及获取用户对照人体运动标准动作作出运动完成的每一个动作后的人体头部右视对照坐标、右手右视对照坐标和右脚右视对照坐标；

9、s5、将获取到的人体头部正面对照坐标、左手正面对照坐标、右手正面对照坐标、左脚正面对照坐标、右脚正面对照坐标、人体头部左视对照坐标、左手左视对照坐标和左脚左视对照坐标、人体头部右视对照坐标、右手右视对照坐标和右脚右视对照坐标与对应的正面动作坐标数据集、左视动作坐标数据集以及右视动作坐标数据集逐一对比计算；

10、s6、将分析结果与预设的阈值进行对比，判断用户作出的动作是否标准，当出现不标准动作时，提示用户纠正不标准动作。

11、优选的，所述正面动作坐标数据集表达式为：

12、

13、其中，表示获取到的所有的人体头部正面坐标数据，表示获取到的所有的左手正面坐标，表示获取到的所有的右手正面坐标，表示获取到的所有的左脚正面坐标，表示获取到的所有的右脚正面坐标。

14、优选的，所述左视动作坐标数据集表达式如下：

15、

16、其中，表示获取到的所有的人体头部左视坐标，表示获取到的所有的左手左视坐标,表示获取到的所有的左脚左视坐标。

17、优选的，所述右视动作坐标数据集表达式如下：

18、

19、其中，表示获取到的所有的人体头部右视坐标，表示获取到的所有的右手右视坐标，表示获取到的所有的右脚右视坐标。

20、优选的，所述人体头部正面对照坐标表达式为：(dztxi,dztyi)，所述左手正面对照坐标表达式为：(dzzsxi,dzzsyi)，所述右手正面对照坐标表达式为：(dzysxi,dzysyi)，所述左脚正面对照坐标表达式为：(dzzjxi,dzzjyi)，所述右脚正面对照坐标表达式为：(dzzjxi,dzzjyi)，所述人体头部左视对照坐标表达式为：(zztxi,zztyi)，所述左手左视对照坐标对照表达式为：(zzzsxi,zzzsyi)，所述左脚左视对照坐标表达式为：(zzzjxi,zzzjyi)，所述人体头部右视对照坐标表达式为：(zytxi,zytyi)，所述右手右视对照坐标表达式为：(zzysxi,zzysyi)，所述右脚右视对照坐标表达式为：(zzyjxi,zzyjyi)。

21、优选的，当所述人体头部正面对照坐标或左手正面对照坐标或右手正面对照坐标或左脚正面对照坐标或右脚正面对照坐标或人体头部左视对照坐标或左手左视对照坐标和左脚左视对照坐标或人体头部右视对照坐标、右手右视对照坐标和右脚右视对照坐标的任一或多个坐标超出对应的正面动作坐标数据集或左视动作坐标数据集或右视动作坐标数据集中对应步骤的坐标时，判定用户动作与人体运动标准动作出现偏差，即为分析结果。

22、优选的，当判定用户动作与人体运动标准动作出现偏差，计算偏差值大小，所述偏差值大小的计算表达式如下：

23、

24、公式中，ax，ay表示带入人体头部正面对照坐标或左手正面对照坐标或右手正面对照坐标或左脚正面对照坐标或右脚正面对照坐标或人体头部左视对照坐标或左手左视对照坐标和左脚左视对照坐标或人体头部右视对照坐标、右手右视对照坐标或右脚右视对照坐标，bx，by表示对应带入对照坐标所对应的正面动作坐标数据集或左视动作坐标数据集或右视动作坐标数据集中的坐标数据。

25、优选的，所述判断用户作出的动作是否标准的表达式如下：

26、当(1±0.02)cz>阈值时，判断用户动作不标准。

27、一种基于计算机视觉的人体运动姿态纠正系统，包括：

28、数据收集模块，用于收集输入人体运动标准动作，并根据人体标准动作中人体的腰部中心位置为原点建立参考坐标系，并相应形成正面动作坐标数据集、左视动作坐标数据集以及右视动作坐标数据集；

29、数据采集模块；用于获取用户对照人体运动标准动作作出运动，完成的每一个动作后的人体头部正面对照坐标、左手正面对照坐标、右手正面对照坐标、左脚正面对照坐标和右脚正面对照坐标，获取用户对照人体运动标准动作作出运动，完成的每一个动作后的人体头部左视对照坐标、左手左视对照坐标和左脚左视对照坐标，以及获取用户对照人体运动标准动作作出运动完成的每一个动作后的人体头部右视对照坐标、右手右视对照坐标和右脚右视对照坐标；

30、数据分析模块；用于将获取到的人体头部正面对照坐标、左手正面对照坐标、右手正面对照坐标、左脚正面对照坐标、右脚正面对照坐标、人体头部左视对照坐标、左手左视对照坐标和左脚左视对照坐标、人体头部右视对照坐标、右手右视对照坐标和右脚右视对照坐标与对应的正面动作坐标数据集、左视动作坐标数据集以及右视动作坐标数据集逐一对比计算，并将析结果与预设的阈值进行对比，判断用户作出的动作是否标准，当出现不标准动作时，提示用户纠正不标准动作。

31、一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现任一所述的一种基于计算机视觉的人体运动姿态纠正方法的步骤。

32、与现有技术相比，本发明提供了一种基于计算机视觉的人体运动姿态纠正方法及系统，具备以下有益效果：

33、本发明通过采集用户不同视角的完成动作时的各个关键部位的坐标，并根据人体运动标准动作建立对应的面得参考坐标系，并收集完成各个动作时，人体的各个部位的坐标，并建立对应的坐标集合，当用户根据人体运动标准动作作出对应动作时，将完成的动作步骤产生的坐标数据与对应的坐标集合中的坐标数据是否相同来判断用户动作是否标准，当出现不标准时，计算偏差值，判断用户动作的误差是否处于允许的偏差内，并发出对应的预警，提示用户，利用多面的人体相同部位的坐标数据进行对比，判断用户动作是否标准，从而避免多个点重合在一起时，无法有效的判断用户动作是否标准，提高了判断的准确性。