人體動作捕獲及姿態分析系統的製作方法

2023-05-14 03:38:16

人體動作捕獲及姿態分析系統的製作方法
【專利摘要】本發明請求保護一種人體動作捕獲及姿態分析系統，以及運用該系統進行前景檢測和關節點自動提取的方法。此系統通過攝像頭捕獲人體運動圖像，從中提取人體前景以及人體關節點，然後通過跟蹤和識別算法來分析人體動作。本發明採用背景差分法和幀間差分法相結合的算法提取視頻中的人體目標，克服了基於背景差分法的前景檢測易存在背景噪聲幹擾的缺陷。並採用多算法融合的方法，實現自動初始化人體關節點，克服了傳統的關節點提取方法需要光學標記或人工標註的缺陷，以及現有的自動提取方法計算量大、準確度低的缺陷。此系統複雜度低、準確度高，提高了系統的智能化和效率。
【專利說明】人體動作捕獲及姿態分析系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種人體動作捕獲及姿態分析系統，尤其是能應用於計算機視覺領域 的系統。
【背景技術】
[0002]目前，公知的人體動作捕獲及姿態分析系統，前景檢測通常採用背景差分法，背景 建模常使用高斯模型，這種方法計算量大、速度慢，易受陰影影響，檢測到的目標圖像存在 噪音，並且暫停運動的目標會被吸收為背景的一部分，導致目標內部存在空洞。並且，關節 點提取通常採用光學標記或人工標定，人為誤差較大，自動化程度低，並且目前的自動提取 方法通常採用曲線擬合的方法，計算量較大、精確度低，不具有普遍適用性。

【發明內容】

[0003]為了克服現有的人體動作捕獲及姿態分析系統的前景檢測結果精度低、關節點提 取過程自動化程度低的缺陷，本發明提供一種人體動作捕獲及姿態分析系統，能夠改善前 景檢測效果，並且自動初始化人體關節點。
[0004]本發明解決其技術問題所採用的技術方案是:前景檢測採用背景差分和幀間差分 相結合的方法，關節點提取採用多算法融合，即垂直積分投影、索引查找表、水平線掃描和 長度比例約束相融合的方法。
[0005]本發明的有益效果是，可以對人體目標進行完整的檢測以及實現關節點的自動定 位。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0006]下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。
[0007]圖1是系統流程圖。
[0008]圖2是如景檢測流程圖。
[0009]圖3是關節點提取流程圖。
[0010]圖4是動作識別流程圖。
【具體實施方式】
[0011]在圖1中，將攝像頭與計算機相連接，打開攝像頭開始捕獲視頻，將捕獲到的視頻 流送入系統的軟體部分，軟體部分分為四個模塊，分別為人體檢測模塊、特徵提取模塊、目 標跟蹤模塊、動作識別分析模塊。
[0012]在圖2中，為人體檢測模塊，目的是從視頻序列中提取出人體目標。首先利用攝像 頭捕獲連續的背景場景，然後將前十幀背景圖像進行累加，取平均值後得到平均累積背景 圖像Iavg。同時對前十幀圖像的相鄰兩幀圖像求差值，然後將這些差值的絕對值累加為累積 幀差圖像，再取平均得到平均累積幀差圖像Idiff。選取閾值MIN和MAX，這裡的閾值是通過實驗得到的經驗值，最後根據公式
【權利要求】
1.一種人體動作捕獲及姿態分析系統，利用攝像頭捕獲人體動作，並對視頻進行處理 和分析，其特徵在於，該系統包括攝像頭、前景檢測模塊、關節點提取模塊、光流跟蹤器、K近 鄰分類器、姿態分析模塊。
2.依據權利要求1所述的人體動作捕獲及姿態分析系統，其特徵在於，前景檢測採用 背景差分和幀間差分相結合的方法，利用幀間差控制背景差分的閾值，提取前景目標。
3.依據權利要求1所述的人體動作捕獲及姿態分析系統，其特徵在於，關節點提取採 用多算法融合的方法，利用垂直積分投影、索引查找表、水平線掃描和長度比例約束相融合 的方法，提取人體的16個關節點。
4.依據權利要求1所述的人體動作捕獲及姿態分析系統，其特徵在於，關節點提取過 程規定目標人體保持預定的初始姿態，即雙臂在兩側水平舉起，兩腿自然分開一定距離，挺 直站立。
【文檔編號】G06K9/20GK103559491SQ201310474141
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年10月11日 優先權日:2013年10月11日
【發明者】賈慶軒, 魏萊, 孫漢旭, 宋荊洲, 高欣 申請人:北京郵電大學