[发明专利]基于姿势识别的复健效果测评系统

权利要求书

1.一种基于姿势识别的复健效果测评系统，其特征在于，包括计算机以及与计算机连接的图像获取装置和语音交互装置，且计算机中配置有语音识别播报模块、姿态识别模块、角度检测模块及动作判断模块；

所述图像获取装置包括摄像头，用于持续获取用户的当前图像，并将图像数据传输至计算机端口；

所述语音交互装置包括麦克风与扬声器；

所述语音识别播报模块用于获取并识别从麦克风传输来的语音信号，计算机根据语音识别结果执行相应任务，所述语音识别播报模块还用于输出控制信号给扬声器，以进行语音播报；

所述姿态识别模块用于识别出图像数据中的人体关键点；

所述角度检测模块用于根据人体关键点检测出人体部分区域的角度值变化情况；

所述动作判断模块用于根据角度检测模块的检测结果以及预设的判断标准来判断用户的复健效果。

2.根据权利要求1所述的基于姿势识别的复健效果测评系统，其特征在于，所述姿态识别模块基于OpenPose识别出图像数据中的人体关键点。

3.根据权利要求2所述的基于姿势识别的复健效果测评系统，其特征在于，所述角度检测模块在检测角度值时，先找到人体关键点中的左右胯部两点及人体中心点，并以左右胯部两点所在直线作为X轴，以垂直于X轴且经过人体中心点的直线作为Y轴，来建立自定义坐标系，利用自定义坐标系及人体关键点来检测人体部分区域的角度值。

4.根据权利要求3所述的基于姿势识别的复健效果测评系统，其特征在于，所述角度检测模块在检测角度值时，还根据如下步骤对数据进行降噪处理：

对于角度检测模块检测的人体任意一段区域的角度值，摄像头持续拍摄人体图像，使得检测到的角度值不断变化；

建立预设长度的先入先出队列，并将检测得到的该人体该段区域的角度值按时间先后顺序存入队列中，并计算出队列中所有数据的平均角度值；

随后，每一次新检测到的角度值，先与当前的平均角度值相比较，若新检测到的角度值与当前的平均角度值的差值不大于预设阈值，则将新检测到的角度值存入队列的队尾并删除队列中队首的角度值数据，然后重新计算并更新后的队列中所有数据的平均角度值；

若新检测到的角度值与当前的平均角度值的差值大于预设阈值，则直接抛弃该角度值数据，对下一次新检测到的角度值进行处理；

经过上述的降噪处理后，所述动作判断模块根据人体部分区域的平均角度值的变化情况以及预设的判断标准来判断用户的复健效果。

5.根据权利要求4所述的基于姿势识别的复健效果测评系统，其特征在于，所述动作判断模块具有弓步压腿判断、立体体前屈判断、曲肘抬臂判断、直立前抬腿判断及下蹲判断功能；

所述动作判断模块利用动作相关关系模型、余弦角度模型以及DTW动态时间规整算法来判断用户是否做出了错误姿势，以判断用户的复健效果。

6.根据权利要求1所述的基于姿势识别的复健效果测评系统，其特征在于，计算机中还配置有手部识别跟踪模块；

所述手部识别跟踪模块用于通过摄像头提取的画面，实现人体手部识别，并通过meanshift跟踪算法实现人体手部的轨迹跟踪，以实现用户对计算机的手势操纵。

7.根据权利要求6所述的基于姿势识别的复健效果测评系统，其特征在于，所述手部跟踪模块中基于YCbCr的肤色检测，通过阈值处理、滤波技术进行背景消除完成人体手部识别，并运用meanshift跟踪算法实现目标跟踪，通过轨迹分析得到手部运动的跟踪定位，在目标跟踪时，基于pyautogui实现自动化控制鼠标与键盘。