人體動(dòng)作捕獲及姿態(tài)分析系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明請(qǐng)求保護(hù)一種人體動(dòng)作捕獲及姿態(tài)分析系統(tǒng)，以及運(yùn)用該系統(tǒng)進(jìn)行前景檢測(cè)和關(guān)節(jié)點(diǎn)自動(dòng)提取的方法。此系統(tǒng)通過(guò)攝像頭捕獲人體運(yùn)動(dòng)圖像，從中提取人體前景以及人體關(guān)節(jié)點(diǎn)，然后通過(guò)跟蹤和識(shí)別算法來(lái)分析人體動(dòng)作。本發(fā)明采用背景差分法和幀間差分法相結(jié)合的算法提取視頻中的人體目標(biāo)，克服了基于背景差分法的前景檢測(cè)易存在背景噪聲干擾的缺陷。并采用多算法融合的方法，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)初始化人體關(guān)節(jié)點(diǎn)，克服了傳統(tǒng)的關(guān)節(jié)點(diǎn)提取方法需要光學(xué)標(biāo)記或人工標(biāo)注的缺陷，以及現(xiàn)有的自動(dòng)提取方法計(jì)算量大、準(zhǔn)確度低的缺陷。此系統(tǒng)復(fù)雜度低、準(zhǔn)確度高，提高了系統(tǒng)的智能化和效率。
【專利說(shuō)明】人體動(dòng)作捕獲及姿態(tài)分析系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種人體動(dòng)作捕獲及姿態(tài)分析系統(tǒng)，尤其是能應(yīng)用于計(jì)算機(jī)視覺(jué)領(lǐng)域 的系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，公知的人體動(dòng)作捕獲及姿態(tài)分析系統(tǒng)，前景檢測(cè)通常采用背景差分法，背景 建模常使用高斯模型，這種方法計(jì)算量大、速度慢，易受陰影影響，檢測(cè)到的目標(biāo)圖像存在 噪音，并且暫停運(yùn)動(dòng)的目標(biāo)會(huì)被吸收為背景的一部分，導(dǎo)致目標(biāo)內(nèi)部存在空洞。并且，關(guān)節(jié) 點(diǎn)提取通常采用光學(xué)標(biāo)記或人工標(biāo)定，人為誤差較大，自動(dòng)化程度低，并且目前的自動(dòng)提取 方法通常采用曲線擬合的方法，計(jì)算量較大、精確度低，不具有普遍適用性。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]為了克服現(xiàn)有的人體動(dòng)作捕獲及姿態(tài)分析系統(tǒng)的前景檢測(cè)結(jié)果精度低、關(guān)節(jié)點(diǎn)提 取過(guò)程自動(dòng)化程度低的缺陷，本發(fā)明提供一種人體動(dòng)作捕獲及姿態(tài)分析系統(tǒng)，能夠改善前 景檢測(cè)效果，并且自動(dòng)初始化人體關(guān)節(jié)點(diǎn)。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:前景檢測(cè)采用背景差分和幀間差分 相結(jié)合的方法，關(guān)節(jié)點(diǎn)提取采用多算法融合，即垂直積分投影、索引查找表、水平線掃描和 長(zhǎng)度比例約束相融合的方法。
[0005]本發(fā)明的有益效果是，可以對(duì)人體目標(biāo)進(jìn)行完整的檢測(cè)以及實(shí)現(xiàn)關(guān)節(jié)點(diǎn)的自動(dòng)定 位。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0006]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
[0007]圖1是系統(tǒng)流程圖。
[0008]圖2是如景檢測(cè)流程圖。
[0009]圖3是關(guān)節(jié)點(diǎn)提取流程圖。
[0010]圖4是動(dòng)作識(shí)別流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]在圖1中，將攝像頭與計(jì)算機(jī)相連接，打開(kāi)攝像頭開(kāi)始捕獲視頻，將捕獲到的視頻 流送入系統(tǒng)的軟件部分，軟件部分分為四個(gè)模塊，分別為人體檢測(cè)模塊、特征提取模塊、目 標(biāo)跟蹤模塊、動(dòng)作識(shí)別分析模塊。
[0012]在圖2中，為人體檢測(cè)模塊，目的是從視頻序列中提取出人體目標(biāo)。首先利用攝像 頭捕獲連續(xù)的背景場(chǎng)景，然后將前十幀背景圖像進(jìn)行累加，取平均值后得到平均累積背景 圖像Iavg。同時(shí)對(duì)前十幀圖像的相鄰兩幀圖像求差值，然后將這些差值的絕對(duì)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，這里的閾值是通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到的經(jīng)驗(yàn)值，最后根據(jù)公式
【權(quán)利要求】
1.一種人體動(dòng)作捕獲及姿態(tài)分析系統(tǒng)，利用攝像頭捕獲人體動(dòng)作，并對(duì)視頻進(jìn)行處理 和分析，其特征在于，該系統(tǒng)包括攝像頭、前景檢測(cè)模塊、關(guān)節(jié)點(diǎn)提取模塊、光流跟蹤器、K近 鄰分類器、姿態(tài)分析模塊。
2.依據(jù)權(quán)利要求1所述的人體動(dòng)作捕獲及姿態(tài)分析系統(tǒng)，其特征在于，前景檢測(cè)采用 背景差分和幀間差分相結(jié)合的方法，利用幀間差控制背景差分的閾值，提取前景目標(biāo)。
3.依據(jù)權(quán)利要求1所述的人體動(dòng)作捕獲及姿態(tài)分析系統(tǒng)，其特征在于，關(guān)節(jié)點(diǎn)提取采 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(zhǎng)度比例約束相融合 的方法，提取人體的16個(gè)關(guān)節(jié)點(diǎn)。
4.依據(jù)權(quán)利要求1所述的人體動(dòng)作捕獲及姿態(tài)分析系統(tǒng)，其特征在于，關(guān)節(jié)點(diǎn)提取過(guò) 程規(guī)定目標(biāo)人體保持預(yù)定的初始姿態(tài)，即雙臂在兩側(cè)水平舉起，兩腿自然分開(kāi)一定距離，挺 直站立。
【文檔編號(hào)】G06K9/20GK103559491SQ201310474141
【公開(kāi)日】2014年2月5日 申請(qǐng)日期:2013年10月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月11日
【發(fā)明者】賈慶軒, 魏萊, 孫漢旭, 宋荊洲, 高欣 申請(qǐng)人:北京郵電大學(xué)