一种周期性动作的计数方法与流程

本发明属于计数领域，特别是涉及一种周期性动作的计数方法。

背景技术：

1、当前左右开合跳的计数可以通过手表或传感器，但是会降低用户体验。同时也存在基于图像的左右开合跳计数方法，但是该方法基于人体关键点的阈值规则判断计数，当场景或人体面向摄像头角度变换后，计数的准确性就会降低。

2、现有原地单脚跳技术的实现技术有主动识别和被动识别两种方式。主动识别方式主要是将手表等传感器放置在锻炼人身上实现技术功能，但是此方式有如下缺陷：a)需要外置输入，锻炼人每次需要佩戴特定的外置物，无法做到无感识别，体验效果不佳；b)传感器只能进行特定点位位置的安装和测量，无法对动作规范性进行指导。

3、被动识别方式主要是通过相机形成锻炼人的运动图像，执行锻炼人的动作视频的解析。目前主流的方法主要存在如下两个问题：a)锻炼人员检测，通过计算锻炼人员的重心的像素位置变化来进行计数，但是此种情况下人员的轻微走动都可能引起变化造成计数不准；锻炼人体关键点的检测，通过计算关键点的位置变化实现计数，此方式有两个缺陷，第一，未统筹考虑原地单脚跳动作的区分性，其它相近性动作(单脚下蹲)容易引起计数混乱，第二，单摄像头情况下对多人进行原地单脚跳时，简单的计算并不能解决监控摄像头多人情况下因为畸变和尺度变化带来的计数阈值不统一造成的各个随机位置的有效计数。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种周期性动作的计数方法。

2、本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种周期性动作的计数方法，包括：

3、获取周期性动作的视频；

4、提取每帧视频中人体的关键点二维信号；

5、基于所述关键点二维信号生成多人二维序列信号；

6、基于所述多人二维序列信号生成一维序列信号；

7、基于所述一维序列信号得到计数结果。

8、进一步地，提取每帧视频中人体的关键点二维信号，包括：

9、利用yolov8模型获得第m帧视频的人体的关键点二维信号；

10、

11、式中，q代表帧区间，x代表关键点的横坐标，y代表关键点的纵坐标，k是关键点的位置索引。

12、进一步地，提取每帧视频中人体的关键点二维信号，还包括：获取初始站立时人体框的二维信号；

13、

14、式中，n代表人数，和分别代表第i人的人体框左上和右下坐标。

15、进一步地，所述多人二维序列信号的计算公式为：

16、

17、式中，n代表人数，以上是从第1帧到第m帧的序列信号。

18、进一步地，当周期性动作为左右开合跳时，所述一维序列信号的计算公式为：

19、

20、式中，。

21、进一步地，当周期性动作为原地单脚跳时，所述一维序列信号的计算公式为：

22、

23、式中，。

24、进一步地，所述计数方法还包括对一维序列信号进行降噪，降噪函数为：

25、

26、式中，conv(x，w)代表卷积运算，x是原始信号，w是均值滤波模板，θ是一个常数，β是压缩因子。

27、进一步地，基于所述一维序列信号得到计数结果，包括：

28、将一维序列信号按下式进行拆分：

29、

30、把每一个输入动作识别网络，若识别为周期性动作，则t不变，否则t-1，最终得到有效计数。

31、本发明的有益效果是：

32、(1)针对不同人员(高矮胖瘦，服饰发型等)属性构成泛化难度高和相似性动作区分难的问题，本发明采用基于yolov8的人体关键点算法来剔除掉运动不相关信息的影响；

33、(2)针对相似性动作难于区分的问题，本发明对尺度归一化之后的人体骨骼关键点节拍序列中的稀疏数据信息进行xgboost分类建模；

34、(3)本发明将尺度不变性融入到二维人体动作信息转化为一维波形信息的过程中，对多人的动作有统一的执行标准，计数更统一，更能适应摄像头的畸变和尺度变化；本发明通过执行动作规范的视频序列波形信息的机器学习数据推理，能够将原地单脚跳动作从相似的动作中区分开来，不容易被混淆计数更准确。本发明提高了现有基于图像的被动方式计数的计数效率和适用广度。

技术特征：

1.一种周期性动作的计数方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种周期性动作的计数方法，其特征在于，提取每帧视频中人体的关键点二维信号，包括：

3.根据权利要求2所述的一种周期性动作的计数方法，其特征在于，提取每帧视频中人体的关键点二维信号，还包括：获取初始站立时人体框的二维信号；

4.根据权利要求1所述的一种周期性动作的计数方法，其特征在于，所述多人二维序列信号的计算公式为：

5.根据权利要求1所述的一种周期性动作的计数方法，其特征在于，当周期性动作为左右开合跳时，所述一维序列信号的计算公式为：

6.根据权利要求1所述的一种周期性动作的计数方法，其特征在于，当周期性动作为原地单脚跳时，所述一维序列信号的计算公式为：

7.根据权利要求1所述的一种周期性动作的计数方法，其特征在于，所述计数方法还包括对一维序列信号进行降噪，降噪函数为：

8.根据权利要求1所述的一种周期性动作的计数方法，其特征在于，基于所述一维序列信号得到计数结果，包括：

技术总结
本发明公开了一种周期性动作的计数方法，属于计数领域。一种周期性动作的计数方法，包括：获取周期性动作的视频；提取每帧视频中人体的关键点二维信号；基于所述关键点二维信号生成多人二维序列信号；基于所述多人二维序列信号生成一维序列信号；基于所述一维序列信号得到计数结果。本发明提高了现有基于图像的被动方式计数的计数效率和适用广度。

技术研发人员：王世顺,黄武,王宇阳,陈柳,龙鑫,杨天顺
受保护的技术使用者：成都怡康科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/24