CN119445675A 一种太极拳训练动作的数字化评估方法和装置 （西安交通大学城市学院）

一种太极拳训练动作的数字化评估方法和本发明提供了一种太极拳训练动作的数字据3D骨骼节点矩阵确定预设骨骼节点的空间几靠性，为太极拳的教学和训练提供了科学的依2提取太极拳影像中待评估目标对象的多个预设骨骼节点基于时序的2D骨骼节对所述2D骨骼节点数据进行几何投影，确定骨骼长度，基于所述骨骼长根据所述3D骨骼节点矩阵中相邻节点的位置关系构建特征矢量，通过随机森林算法RF对所述空间几何特征和时间运动特征进行分基于所述动作分类结果，确定每个动作与预设标准动作的偏离度对单帧内2D骨骼节点数据进行几何投影，确定单帧内相邻节点之间的遍历多帧节点距离集，确定两个相邻节点之间距离的最大值为骨骼长确定多帧3D骨骼节点数据的一阶二维差分矩阵，并基于所述一对于被筛选的缺失数据，获取前后相邻帧对应预设骨骼节点的基于所述3D骨骼节点矩阵中两个相邻节点构建特征矢量，并基分别确定所述特征矢量在深度方向、水平方向和垂直方向的倾通过RF对所述空间几何特征和时间运动特征进行降维优化，并根据3基于RF生成决策树分类器，通过所述决策树分类器对所述目标运动特征进行动作分RF对所述空间几何特征和时间运动特征进行降维优化前，还通过DTW算法对所述空间几何通过DTW分别确定所述空间几何特征和时间运动特征与预设标准特征之间的欧氏距基于所述欧氏距离将所述太极拳影像的每一帧进行特征序列识别，获取每个动作的偏离度指标，并确定多个偏离度指标的均值根据所述综合得分确定待评估目标对象太极拳训练动作的节点提取模块，用于提取太极拳影像中待评估目标对象的多个预设特征提取模块，用于根据所述3D骨骼节点矩阵中相邻节点的位置关系构建特征矢量，分类模块，用于通过随机森林算法RF对所述空间几何特征和时间运动特征进行分类，机程序被处理器执行时实现上述权利要求1～7任一项4[0004]当前人们练习太极拳主要是依靠自我感觉来确定动作是否到位，这不符合科学、提取太极拳影像中待评估目标对象的多个预设骨骼节点基于时序的2D骨骼节点5度确定待评估目标对象太极拳训练动作的评特征矢量的矢量倾角确定所述预设骨骼节点通过DTW分别确定所述空间几何特征和时间运动特征与预设标准特征之间的欧氏述偏离度确定待评估目标对象太极拳训练动作的评6根据所述综合得分确定待评估目标对象太极拳训练动作的所述偏离度确定待评估目标对象太极拳训练动作的评计算机程序被处理器执行时实现上述一种太极拳训7[0019]图1为本发明根据一示例性实施例提供的一种太极拳训练动作的数字化评估方法[0024]图6为本发明根据一示例性实施例提供的一种太极拳训练动作的数字化评估装置是yolov8中同时实现目标框检测和人体关键点检测的模型，由四个部分组成：输入端输出三层特征图。输入至Yolov8s_pose中，以最小化预测结果和标注的骨骼节点之间的偏差为目标进行训8;。[0034]由于人体在运动过程中会不可避免的出现骨骼节点的视觉重叠、视觉遮挡等问题，对骨骼节点的提取以及之后基于骨骼节点信息的动作识别和动作质量评价造成干扰，。9。。pa和分别为后一帧和前一帧的二维骨骼节点矩阵。。帧第j个节点和第i+1帧第j个节点的数据平均[0053]人体姿态估计完成后，需要确定特征参数对太极拳进行动作识别和动作质量评,节点之间的向量为,。;[0065]为了测试3D骨骼节点重建算法的有效性，以及为后续的;抽样中，第i个样本未被选中的概率。x'为通过对袋外数据中的第i个特征变量的值进行。;其中，H表示RF通过多个决策树分类器投票得到的。[0073]在另一种实施例，在通过RF对该空间几何特征和时间运还通过DTW算法对该空间几何特征和时间运动特征进行特征序列识别，将该空间几何特征[0075]DTW算法的思想是将表示同一个动作的不同长短的序列在时间轴上进行缩放，使来解决两个时间序列在时间轴上不规整的优化问题。DTW算法的原理是重新规整两个序列;;;。参数序列中任一特征参数序列G序列前i个点与学员特征参数序列中任一特征参数序列H序。像帧按照专家特征参数序列所在图像帧的时度确定待评估目标对象太极拳训练动作的评;;。。。散。本发明中通过计算各个学员的太极拳动作的变异系数来衡量其与专家动作的一致性，。。。。。[0100]基于上述四个太极拳的拳法要求得到的评价公式可以进一步用于对待评估太极节点提取模块601，用于提取待评估太极拳影像中多个预设骨骼节点基于时序的特征提取模块602，用于根据所述3D骨骼节点矩阵中相邻节点的位置关系构建特分类模块603，用于通过随机森林算法RF对所述空间几何特征和时间运动特征进根据所述偏离度确定所述待评估太极拳影像的机程序可用于执行上述图1提供的太极拳训练动作的数字化评估方法从非易失性存储器中读取对应的计算机程序到内存中然后运行，以实现上述图1提供的太在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中[0107]这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或其他可编程设备上执行的指令