一种基于计算机视觉处理的舞蹈训练用动态捕捉装置及系统

本发明属于动作捕捉，具体涉及一种基于计算机视觉处理的舞蹈训练用动态捕捉装置及系统。

背景技术：

1、随着计算机技术的发展，越来越多的领域被计算机技术介入，比如电影领域采用多年的动作捕捉技术，随着科技发展，动作捕捉技术和装置不断延伸到其他领域内部，比如在舞蹈演示中进行动作捕捉并展示。

2、在公开号为cn115115671a的中国专利中，公开了一种基于光/惯动作捕捉系统和方法，光学动作捕捉模块：通过光学影像设备对位于动作人物上的多组传感组件所在的位置进行采集并标记，将标记点记录于多维仿真软件上，每组传感组件的轨迹均在对应的多维仿真软件上生成一次独立的轨迹记录l1；惯性动作捕捉模块：对传感组件所在位置同步记录运动轨迹，通过传感组件本身所记录的位置标记为轨迹记录l2；动作矫正模块：计算比较每组传感组件的轨迹记录l1与轨迹记录l2位置偏差；仿真模型制作模块：对动作矫正的动漫视频轨迹进行仿真模拟，并渲染。本发明通过光学动作捕捉模块与惯性动作捕捉模块的相互配合，提高了动作人物在表演动作时的动作轨迹精准性，更加直观地体现了表演真实性。

3、本申请人在申请过程中发现，上述申请是在动作人物体表的传感器运动位置进行采集并记录运动轨迹，然后通过仿真制作模型对运动轨迹进行动作模拟，但是舞蹈动作并不仅仅是依靠肢体动作就能够学习好的，舞蹈动作要求肢体的各个动作相互协调，而肢体相互协调不仅需要依靠肢体动作，还需要依靠重心位置的变化进行整体调整，上述申请中缺乏相应重心捕捉装置，使得系统捕捉的舞蹈动作与现实舞蹈动作存在一些出入。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于计算机视觉处理的舞蹈训练用动态捕捉装置及系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种基于计算机视觉处理的舞蹈训练用动态捕捉装置，包括：

4、脚垫，所述脚垫采用pvc舞蹈垫，且所述脚垫上分布设置有多个感应块，且所述感应块内部设置有薄膜开关和薄膜压力传感器；

5、综合处理器，所述综合处理器采用集成式主机系统，包括处理主机、显示屏和主动作捕捉摄像机；

6、辅助动作捕捉摄像机，所述辅助动作捕捉摄像机数量为两个，所述脚垫和辅助动作捕捉摄像机均与综合处理器电连接。

7、优选地，所述脚垫呈三角形设置，所述综合处理器位于脚垫一端尖角处，两个所述辅助动作捕捉摄像机分别位于脚垫其他两端尖角处，所述主动捕捉摄像头和两个辅助动作捕捉摄像机摄像点朝向脚垫中央。

8、一种基于计算机视觉处理的舞蹈训练用动态捕捉系统，包括：

9、动作捕捉模块，所述动作捕捉模块用于捕捉舞蹈演示人员的肢体动作；

10、模型建立模块，所述模型建立模块根据动作捕捉模块采集的数据进行三维模型建立；

11、矫正模块，所述矫正模块用于矫正三维模型动作；

12、动作展示模块，所述动作展示模块用于展示捕捉矫正后的舞蹈动作。

13、优选的，所述动作捕捉模块包括肢体动作捕捉模块和整体重心捕捉模块，所述肢体动作捕捉模块采用光学式动作系统，舞蹈展示人员可在舞蹈关节点上贴上对应编号发光点，动作捕捉摄像机捕捉发光点运动轨迹捕捉关节点运动路线，整体重心捕捉模块通过分散式设置的压力传感器判定展示人员脚步位置变动，同时根据压力传感器的数值变换判断展示人员重心位置。

14、优选的，所述模型建立模块包括三维人体模型建立模块和动作建立模块，所述三维人体模型建立模块用于建立三维人体模型进行动作展示，所述动作建立模块用于汇总肢体动作捕捉模块和整体重心捕捉模块的捕捉结果，然后依据捕捉结果构建动作轨迹，三维人体模型依据动作轨迹进行动作展示。

15、优选地，所述矫正模块可将模型建立模块中的捕捉的人体动作进行分帧展示，使用人员依据每帧画面进行观摩纠正，当对应帧数的舞蹈动作出现错误时，使用人员可针对相应动作进行重新舞蹈演示并替换对应帧数画面。

16、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

17、(1)本发明通过设置脚垫、综合处理器和辅助动作捕捉摄像机，舞蹈展示人员可以在脚垫上进行舞蹈，此时综合处理器上的主动作捕捉摄像机和辅助动作捕捉摄像机相互配合对展示人员的肢体关节动作进行捕捉，同时脚垫上的感应块根据展示人员的脚步移动打开薄膜开关并启动薄膜压力传感器，依据薄膜压力传感器的开启状态判断舞蹈展示人员的脚步移动轨迹，依据薄膜压力传感器的数值大小判定舞蹈展示人员的重心移动轨迹，然后将收集的收据均传递到综合处理器内部进行数据处理，综合处理器建立相应的人体三维模型，并将处理之后的作用轨迹赋予三维人体模型进行展示。

18、(2)本发明通过设置动作捕捉模块、模型建立模块、矫正模块和动作展示模块，动作捕捉模块能够同时捕捉舞蹈展示人员的肢体动作、脚步位移轨迹和重心位移轨迹，通过三种轨迹综合准确判断展示人员的整体动作，然后模型建立模块建立三维人体模型并根据运动轨迹进行运动，同时使用人员也可以根据矫正模块更替三维模型中相应帧数对应的舞蹈动作，以此剔除错误动作展示，最后动作展示模块展示出的舞蹈动作模型即可有效贴近展示人员的动作。

技术特征：

1.一种基于计算机视觉处理的舞蹈训练用动态捕捉装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种基于计算机视觉处理的舞蹈训练用动态捕捉装置，其特征在于：所述脚垫(1)呈三角形设置，所述综合处理器(2)位于脚垫(1)一端尖角处，两个所述辅助动作捕捉摄像机(3)分别位于脚垫(1)其他两端尖角处，所述主动捕捉摄像头和两个辅助动作捕捉摄像机(3)摄像点朝向脚垫(1)中央。

3.一种基于计算机视觉处理的舞蹈训练用动态捕捉系统，其特征在于，包括：

4.根据权利要求3所述的一种基于计算机视觉处理的舞蹈训练用动态捕捉系统，其特征在于：所述动作捕捉模块包括肢体动作捕捉模块和整体重心捕捉模块，所述肢体动作捕捉模块采用光学式动作系统，舞蹈展示人员可在舞蹈关节点上贴上对应编号发光点，动作捕捉摄像机捕捉发光点运动轨迹捕捉关节点运动路线，整体重心捕捉模块通过分散式设置的压力传感器判定展示人员脚步位置变动，同时根据压力传感器的数值变换判断展示人员重心位置。

5.根据权利要求3所述的一种基于计算机视觉处理的舞蹈训练用动态捕捉系统，其特征在于：所述模型建立模块包括三维人体模型建立模块和动作建立模块，所述三维人体模型建立模块用于建立三维人体模型进行动作展示，所述动作建立模块用于汇总肢体动作捕捉模块和整体重心捕捉模块的捕捉结果，然后依据捕捉结果构建动作轨迹，三维人体模型依据动作轨迹进行动作展示。

6.根据权利要求3所述的一种基于计算机视觉处理的舞蹈训练用动态捕捉系统，其特征在于：所述矫正模块可将模型建立模块中的捕捉的人体动作进行分帧展示，使用人员依据每帧画面进行观摩纠正，当对应帧数的舞蹈动作出现错误时，使用人员可针对相应动作进行重新舞蹈演示并替换对应帧数画面。

技术总结
本发明涉及动作捕捉领域，具体公开了一种基于计算机视觉处理的舞蹈训练用动态捕捉装置及系统；本发明通过设置脚垫、综合处理器和辅助动作捕捉摄像机，舞蹈展示人员可以在脚垫上进行舞蹈，此时综合处理器上的主动作捕捉摄像机和辅助动作捕捉摄像机相互配合对展示人员的肢体关节动作进行捕捉，同时脚垫上的感应块根据展示人员的脚步移动打开薄膜开关并启动薄膜压力传感器，依据薄膜压力传感器的开启状态判断舞蹈展示人员的脚步移动轨迹，依据薄膜压力传感器的数值大小判定舞蹈展示人员的重心移动轨迹，然后将收集的收据均传递到综合处理器内部进行数据处理，综合处理器建立相应的人体三维模型，并将处理之后的作用轨迹赋予三维人体模型进行展示。

技术研发人员：陈佳
受保护的技术使用者：新疆大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16