专利名称：一种基于计算机的舞蹈动作判定方法
技术领域：
本发明属于计算机应用领域，更具体地说，涉及一种基于计算机的舞蹈动作判定 方法。
背景技术：
随着计算机应用技术的飞速发展，人们进行舞蹈健身、娱乐的方式也发生了巨大 的变化。目前在计算机上进行舞蹈运动的实现方式主要有如下两种用计算机键盘来操作，比如网络非常流行的劲舞团等。屏幕上会出现一连串的方 向键，操作者根据屏幕的提示，在适当的时间内快速连续的按下方向键。使用跳舞毯操作，使用者将电脑和跳舞毯连接好，站在跳舞毯上，屏幕上会出现一 连串的方向键，操作者根据屏幕的提示用脚踩下对应的方向即可。使用计算机键盘操作，其本身只是使用了人的手，身体的其他部位并没有运动，而 且手也只是用于按键盘，动作非常单一死板，操作时间长了手指就会感觉很累，并且由于长 时间保持坐姿，对身体也没有好处，更没有任何的健身意义。这种游戏和真实舞蹈运动来 说，相差甚远。使用跳舞毯比操作键盘进步了很多，操作者可以解放手指，并且运动起来，但是其 缺点也是非常明显的1、跳舞毯的制作材料基本上是由泡棉型塑料薄膜制作而成，其主要缺点是在家中 使用的时候，塑料薄膜在地板上会打滑，必须得在下面垫上帆布等布料增加摩擦。2、跳舞毯内部用一段时间也会老化，其内部构造就像键盘一样，或者是一些压感 元件。时间一长跳舞毯经常自动失灵，比如左边方向键呈现一直按住的状态等。3、人体各种舞蹈的姿势都被忽略了。游戏并不知道我们做了什么动作，当然也不 能判断我们动作的正确性，游戏只是简单的检测按键是否被按下了。以上技术的本质都是在一定的时间内检测按键是否被按下，根据按下方向键的情 况记分，并不涉及到人体的运动动作。因此，需要一种能更真实的反应人体动作，能记录下每个动作的轨迹，且能判断出 跳舞者的动作是否标准的方案，来克服现有技术中存在的上述缺陷。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，针对现有舞蹈动作判定技术中不能实时反应人 体动作和运动轨迹的问题，提供一种基于计算机的舞蹈动作判定方法。本发明解决其技术问题所采用的方案是Si)在人体上设置跟踪点，在人体的舞蹈动作过程中采集该跟踪点在不同时刻的 空间位置数据；S2)基于需要判断的动作要求，计算该跟踪点的相应动作数据；S3)根据标准动作数据及其判断标准和S2计算出的动作数据，对该舞蹈动作进行判定；S4)对判定结果进行输出提示。在本发明提供的舞蹈动作判定方法中，所述舞蹈动作分为直线动作和曲线动作。在本发明提供的舞蹈动作判定方法中，所述步骤S2包括如下步骤S21)将所述直线动作所对应的一组空间位置数据投影到由两个参考轴定义的第 一参考平面，以获得一组一次投影点，其中该两个参考轴分别记为A轴、B轴，该一次投影点 的投影坐分别标记为(a1; bD，(a2, b2)，......，(ai; b,)；S22)计算所述一次投影点在该两个参考轴上的平均值aVgeA = (&1+β2+. . . +a,)/ i, avgeB = (W. . . +bj) /i ；S23)计算方差Laa = (B1-BVgeA)^(B2-BVgeA)2+. ..+(a-avgeA)2, Lab = (a「avgeA) (bj-avgeB) +. . . + (a「avgeA) (bj-avgeB)；S24)计算斜率k = LarZLaa,并计算截距离b = avgeB-LAB X avgeA/LM ；S25)根据所述斜率和所述截距离确定一拟合曲线，并计算该拟合曲线相对所述参 考轴的角度以作为所述直线动作的角度，再将该一次投影点投影到该拟合曲线上以获得二 次投影点，计算该二次投影点中距离最大的两个二次投影点，并计算该两个二次投影点所 对应的一次投影点的距离作为该直线动作的距离。在本发明提供的舞蹈动作判定方法中，在步骤S3中，根据该直线动作的角度及距 离对所述直线动作进行判定。在本发明提供的舞蹈动作判定方法中，在步骤S3中，确定该直线动作的角度与标 准角度的差值，并根据正切变换递减方式确定角度判定值，以及确定该直线动作的距离与 标准距离的差值，并根据线性递减方式确定距离判定值，并按对应权重进行求和。在本发明提供的舞蹈动作判定方法中，所述判定方法包括进一步确定所述直线动 作在与所述第一参考平面垂直且相互垂直的第二参考平面和第三参考平面内的所述角度 判定值和所述距离判定值，并对所述第一参考平面、所述第二参考平面和所述第三参考平 面的角度判定值和距离判定值进行累计求和。在本发明提供的舞蹈动作判定方法中，所述判定方法进一步包括，根据预定的判 定次数和空间位置数据点的顺延个数，在相邻一次判定的基础上顺延预定个数的空间位置 点作为再次判定的开始点，对所述直线动作再次进行判定判定，共进行预订判定次数的判 定，取判定值最高的为此次舞蹈动作的最终判定值。在本发明提供的舞蹈动作判定方法中，所述步骤S2包括S31)将所述舞蹈动作所对应的一组空间位置数据投影到由两个参考轴定义的第 一参考平面中，以获得一组投影点；S32)根据步骤S31计算出的该组投影点，计算每一投影点所对应的速度，并计算 所述速度与标准速度的实际速度偏差；S33)根据步骤S31计算出的该组投影点，计算每一投影点所对应的所述速度与所 述参考轴之间的角度，并计算所述角度与标准角度的实际角度偏差；S34)根据步骤S31计算出的该组投影点，计算每一投影点与前一投影点之间的距 离，并计算所述距离与标准距离的实际距离偏差。在本发明提供的舞蹈动作判定方法中，所述步骤S3包括
S41)所述每一投影点在所述第一参考平面的评定值的计算公式为
权利要求
1.一种基于计算机的舞蹈动作判定方法，其特征在于，包括以下步骤51)在人体上设置跟踪点，在人体的舞蹈动作过程中采集该跟踪点在不同时刻的空间 位置数据；52)基于需要判断的动作要求，计算该跟踪点的相应动作数据；53)根据标准动作数据及其判断标准和S2计算出的动作数据，对该舞蹈动作进行判定；54)对判定结果进行输出提示。
2.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述舞蹈动作分为直线动作和曲线动作。
3.如权利要求2所述方法，其特征在于，所述步骤S2包括如下步骤521)将所述直线动作所对应的一组空间位置数据投影到由两个参考轴定义的第一参 考平面，以获得一组一次投影点，其中该两个参考轴分别记为A轴、B轴，该一次投影点的投 影坐分别标记为(a1; Id1)，(a2, b2)，......，(Bi, bD ；522)计算所述一次投影点在该两个参考轴上的平均值aVgeA=(ai+a2+...+ai)/i， avgeB = (W. . . +bj) /i ；523)计算方差:Laa= (a「avgeA)2+(a2_avgeA)2+· . . + (a「avgeA)2, Lab = (a「avgeA) (bj-avgeB) +. . . + (aj-avgeA) (bj-avgeB)；524)计算斜率k= LAB/LAA，并计算截距离b = avgeB-L^ X avgeA/LAA ；525)根据所述斜率和所述截距离确定一拟合曲线，并计算该拟合曲线相对所述参考轴 的角度以作为所述直线动作的角度，再将该一次投影点投影到该拟合曲线上以获得二次投 影点，计算该二次投影点中距离最大的两个二次投影点，并计算该两个二次投影点所对应 的一次投影点的距离作为该直线动作的距离。
4.如权利要求3所述方法，其特征在于，在步骤S3中，根据该直线动作的角度及距离对 所述直线动作进行判定。
5.如权利要求4所述方法，其特征在于，在步骤S3中，确定该直线动作的角度与标准角 度的差值，并根据正切变换递减方式确定角度判定值，以及确定该直线动作的距离与标准 距离的差值，并根据线性递减方式确定距离判定值，并按对应权重进行求和。
6.如权利要求5所述方法，其特征在于，所述判定方法包括进一步确定所述直线动作 在与所述第一参考平面垂直且相互垂直的第二参考平面和第三参考平面内的所述角度判 定值和所述距离判定值，并对所述第一参考平面、所述第二参考平面和所述第三参考平面 的角度判定值和距离判定值进行累计求和。
7.如权利要求6所述方法，其特征在于，所述判定方法进一步包括，根据预定的判定次 数和空间位置数据点的顺延个数，在相邻一次判定的基础上顺延预定个数的空间位置点作 为再次判定的开始点，对所述直线动作再次进行判定判定，共进行预订判定次数的判定，取 判定值最高的为此次舞蹈动作的最终判定值。
8.如权利要求2所述方法，其特征在于，所述步骤S2包括531)将所述舞蹈动作所对应的一组空间位置数据投影到由两个参考轴定义的第一参 考平面中，以获得一组投影点；532)根据步骤S31计算出的该组投影点，计算每一投影点所对应的速度，并计算所述 速度与标准速度的实际速度偏差；533)根据步骤S31计算出的该组投影点，计算每一投影点所对应的所述速度与所述参 考轴之间的角度，并计算所述角度与标准角度的实际角度偏差；534)根据步骤S31计算出的该组投影点，计算每一投影点与前一投影点之间的距离， 并计算所述距离与标准距离的实际距离偏差。
9.如权利要求8所述方法，其特征在于，所述步骤S3包括541)所述每一投影点在所述第一参考平面的评定值的计算公式为
10.如权利要求9所述方法，其特征在于，所述判定方法包括进一步确定所述舞蹈动作 在与所述第一参考平面垂直且相互垂直的第二参考平面和第三参考平面内的综合判定值， 并进行累计求和。
11.如权利要求9所述判定方法，其特征在于，所述判定方法包括在所述舞蹈动作开 始的一定时间间隔内，寻找与所述标准角度、所述标准速度、所述标准距离之间的偏差在允 许范围内的投影点，并将该投影点作为判定的起始点。
12.如权利要求2所述方法，其特征在于，所述步骤S2包括551)将所述曲线动作所对应的一组空间位置数据投影到由两个参考轴定义的第一参 考平面中，以获得投影曲线，并且确定所述投影曲线的开始点A和结束点B，以及由所述开 始点A和所述结束点B定义的直线AB的方程以及所述直线AB与所述参考轴的夹角θ ；552)将所述投影曲线上所有投影点再次投影到所述直线AB上，找出投影距离最大的 参考投影点C ；553)根据参考投影点C计算参考投影点点C在直线AB上的再次投影点D；554)计算开始点A和结束点B之间的距离Dab，参考投影点C和再次投影点D之间的距 离Dm、开始点A和再次投影点D之间的距离Dad再次投影点D和结束点B之间的距离Ddb ；555)计算DqZDab,以表示投影曲线的弯曲程度，计算DaiZDdb,以表示最高点的投影位置， 并根据参考投影点C相对所述直线AB的位置确定投影曲线的朝向。
13.如权利要求12所述方法，其特征在于，在步骤S3中，判断Dm/DAjnDAIZDdb是否分 别落在标准取值范围之内，判断曲线朝向和标准曲线朝向是否一致，若此三条中的任何一 条不满足就判定所述曲线动作不合格。
14.如权利要求13所述判定方法，其特征在于，步骤S3进一步包括561)定义投影曲线的相关系数K= P1XSJP2XS2，其中P1为弯曲程度对K的影响权重， P2为最高点投影位置对K的影响权重，S1为Dm/DAB离标准的弯曲程度的百分比，S2为Dad/ Ddb离标准最高点投影位置的百分比；562)定义距离和斜率评定值S= (p3Xs3+p4Xs4) X St，其中p3为Dab影响S的权重，S3 为Dab离标准的Dab的百分比，P4为斜率影响S的权重，S4为斜率离标准斜率的百分比，St为该投影曲线的总评定值；S63)该投影曲线的综合评定值为该参考平面的相关系数乘以该参考平面的距离和斜 率评定值，Sc = KS。
15.如权利要求14所述方法，其特征在于，所述判定方法包括进一步确定所述曲线动 作分别在与所述第一参考平面垂直且相互垂直的第二参考平面和第三参考平面内的综合 判定值，并进行累计求和。
全文摘要
一种基于计算机的舞蹈动作判定方法，包括以下步骤在人体上设置跟踪点，在人体的舞蹈动作过程中采集该跟踪点在不同时刻的空间位置数据；基于需要判断的动作要求，计算该跟踪点的相应动作数据；根据标准动作数据及其判断标准和计算出的动作数据，对该舞蹈动作进行判定；对判定结果进行输出提示。利用本发明公开的方法，可以在采集人体舞蹈动作各个时刻各跟踪部位的空间位置信息基础上，及时记录其运动轨迹，判断舞蹈动作是否标准，更真实地反应人体舞蹈运动的情况。
文档编号A63F13/00GK102000430SQ200910189940
公开日2011年4月6日 申请日期2009年9月1日 优先权日2009年9月1日
发明者彭立焱, 李 浩, 甘泉, 谢智璋 申请人:深圳泰山在线科技有限公司