(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210604308.1 (22)申请日 2022.05.31 (71)申请人 西安理工大 学 地址 710048 陕西省西安市碑林区金花 南 路5号 (72)发明人 王宣博　廖旸皓煜 　田鹏娟　史静　 朱虹　 (74)专利代理 机构 西安弘理专利事务所 61214 专利代理师 王奇 (51)Int.Cl. G06V 20/40(2022.01) G06V 40/20(2022.01) G06N 3/04(2006.01) G06N 3/08(2006.01) G06T 7/30(2017.01)G06T 7/73(2017.01) G06T 11/20(2006.01) G06T 11/60(2006.01) G06V 10/74(2022.01) G06V 10/82(2022.01) (54)发明名称 健身动作的纠正与评价方法 (57)摘要 本发明公开一种健身动作的纠正与评价方 法， 将虚拟人物构建的标准动作视频作为示范， 通过设置摄像头的位置和拍摄角度， 调整到与标 准动作视频相似或者相同的角度之后， 通过 OpenPose网络， 获得示教动作以及用户动作视频 的骨骼关节 点信息后进行配准， 以配准误差进行 视频的相似程度的计算后， 给出用户纠正动作的 建议， 辅助用户建立良好的动作习惯。 本发明能 够通过骨骼关节点的匹配状况， 对示教视频和用 户的相同动作视频的相似程度进行对比后， 给出 用户纠正动作的建议， 辅助用户建立良好的动作 习惯。 权利要求书3页 说明书5页 附图3页 CN 114842403 A 2022.08.02 CN 114842403 A 1.健身动作的纠正与评价方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 步骤1、 获取 标准动作视频及标准骨骼关节点； 步骤2、 实时用户运动视频采集并获取用户骨骼关节点； 步骤3、 计算标准骨骼关节点和用户骨骼关节点交并比， 判断是否为错误动作， 是转入 步骤4， 否则， 正确动作的帧数加1转 步骤5； 步骤4、 给 出用户姿势纠正建议； 步骤5、 如果动作有重复， 则转 步骤2， 否则转 步骤6； 步骤6、 动作完成之后， 给 出用户动作的评价。 2.如权利要求1所述的健身动作的纠 正与评价方法， 其特征在于， 所述步骤1中具体步 骤为： 步骤1.1， 获取 标准动作视频， 一般为教练着紧身运动装拍摄； 步骤1.2， 将步骤1.1获得的标准动作视频输入至AnimeGAN网络， 输出相同动作的虚拟 人物形象； 步骤1.3， 将步骤1.2得到的虚拟人物动作视频输入至OpenPose网络， 输出虚拟人物形 象的标准骨骼关节点。 3.如权利要求1所述的健身动作的纠 正与评价方法， 其特征在于， 所述步骤2中实时采 集用户运动视频时， 用户运动信息为与标准动作视频一致的跟做视频， 摄像头的角度布置 需要与标准动作视频的角度一致； 对于用户运动视频通过OpenPose网络获取用户骨骼关节 点。 4.如权利要求1所述的健身动作的纠正与评价方法， 其特 征在于， 所述 步骤3具体的为： 步骤3.1， 将标准骨骼关节点与用户骨骼关节点进行叠加， 叠加时， 将标准动作放置在 中心轴部分； 步骤3.2， 计算标准骨骼关节点和用户骨骼关节点的交并比， 设大小为m ×n的叠加图表 示为F＝[f(i,j)]m×n， 有： 按照下式计算用户动作 与标准动作的交并比， 公式如下： 其中， N∩是f(i,j)＝2的像素点个数， N∪是f(i,j)不 为0的像素点个数； 步骤3.3计算得到 的交并比IoU＜Th， Th为置信度判断阈值， 则表明用户动作超出置信 范围， 则表明姿势不对， 错误动作的帧数NFerror加1， 转入步骤4， 给出用户姿势纠正建议， 否 则， 正确动作的帧数NFright加1， 转步骤5。 5.如权利要求1所述的健身动作的纠正与评价方法， 其特 征在于， 所述 步骤4具体的为： 步骤4.1， 对不同的肢体进行直线描述： 对于步骤1得到的标准动作骨骼关节点和步骤2权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114842403 A 2得到的用户动作的骨骼关节点， 取左右上臂、 下臂、 左右躯干与大腿、 小腿的直线， 共计10条 直线， 依次标记如下： 表示标准动作肢体的10条直线为： 表示用户动作肢体的10条直线为 其中的上标s标记的是标准动 作， 上标u标记的是用户动作； 下标L表 示左侧， R表 示右侧， UA， LA分别表 示上臂和下臂， Tr表 示躯干， UT， LT分别表示大腿和小腿； 步骤4.2， 以标准动作的10条直线为基准 分别计算与用户动作的10条直线 夹角， 记为： 步骤4.3， 依据角度差异给 出用户动作的纠正， 纠正 提醒准则如下： a.如果 其中ε是动作容 错参数， 为经验参数， 本专利优选为 ε∈[10 °,20°]表明 左上臂动作偏上， 提醒用户放低左上臂， 否则如果 表明左上臂动作偏下， 提醒用户 抬高左上臂； b.如果 表明右上臂动作偏上， 提醒用户放低右上臂， 否则如果 表明 右上臂动作偏下， 提醒用户抬高右上臂； c.如果 表明左下臂动作偏上， 提醒用户放低左下臂， 否则如果 表明 左下臂动作偏下， 提醒用户抬高左下臂； d.如果 表明右下臂动作偏上， 提醒用户放低右下臂， 否则如果 表明 右下臂动作偏下， 提醒其抬高右下臂； e.如果 表明左侧大腿动作偏上， 提醒用户左侧大腿再往下蹲一点儿， 否则如 果 表明左侧大腿动作偏下， 提醒用户左侧大腿抬起； f.如果 表明右侧大腿动作偏上， 提醒用户右侧大腿再往下蹲一点儿， 否则如 果 表明右侧大腿动作偏下， 提醒用户右侧大腿抬起； g.如果 表明左侧小腿动作偏上， 提醒用户左侧小腿再压低一点儿， 否则如果 表明左侧小腿动作偏下， 提醒用户左侧小腿抬起； h.如果 表明右侧小腿动作偏上， 提醒用户右侧小腿再压低一点儿， 否则如果 表明右侧小腿动作偏下， 提醒用户右侧小腿抬起。 6.如权利要求4所述的健身动作的纠正与评价方法， 其特征在于， 所述步骤6 中， 根据步 骤3.3得到的错 误动作的帧数NFerror和正确动作的帧数NFright， 计算用户的动作得分如下：权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114842403 A 3