CN110458076A - 一种基于计算机视觉的教学方法及*** - Google Patents

一种基于计算机视觉的教学方法及*** Download PDF

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Abstract

本发明提供一种基于计算机视觉的教学方法及***，包括：采集视频图像数据，所述视频图像数据包括第一对象的视频信息和/或图像信息；根据视频图像数据确定第一对象的人体状态信息；根据第一对象的人体状态信息和预置标准信息确定教学指导信息；输出教学指导信息。本发明实现自动分析第一对象的动作并获取第一对象与标准动作的差异，只需采集视频图像数据，不需要其他硬件支持，解决现有技术中硬件支持成本高，无法更新迭代的问题。

Description

一种基于计算机视觉的教学方法及***
技术领域
本发明涉及计算机技术，尤其涉及一种基于计算机视觉的教学方法及***。
背景技术
随着生活水平的提高，人们越来越重视自身健康。其中，瑜伽成为一种非常受欢迎的运动。与开展无序、无计划型的自行练习相比，有专业的指导更能提高锻炼效果。
现有技术中，可基于传感器或者智能硬件来搜集瑜伽练习状态，包括压力、距离、红外信息、人体磁场、加速仪等。从而根据搜集到的信息给出练习者建议。
然而，现有技术的指导***，硬件支持成本高，无法更新迭代。
发明内容
本发明提供一种基于计算机视觉的教学方法及***，以克服现有技术中教学方法或***硬件支持成本高，无法更新迭代的问题。
本发明提供一种基于计算机视觉的教学方法，包括：
采集视频图像数据，所述视频图像数据包括第一对象的视频信息和/或图像信息；
根据视频图像数据确定第一对象的人体状态信息；
根据第一对象的人体状态信息和预置标准信息确定教学指导信息；
输出教学指导信息。
进一步的，所述采集视频图像数据，包括：
若第一对象全部身***于摄像区域内，则采集视频图像数据。
进一步的，所述采集视频图像数据，包括：
若第一对象部分身***于摄像区域外，则输出提示信息。
进一步的，所述预置标准信息包括以下至少一种：
关节角度；
骨骼位置；
身体部位的平直度。
进一步的，所述根据第一对象的人体状态信息和预置标准信息确定教学指导信息之前，包括：
根据第一对象的教学内容获取对应的预置标准信息。
本发明还提供一种基于计算机视觉的教学***，包括：
采集设备，所述采集设备用于采集视频图像数据，所述视频图像数据包括第一对象的视频信息和/或图像信息；
数字化模块，所述数字化模块用于根据视频图像数据确定第一对象的人体状态信息；
教学模块，所述教学模块用于根据第一对象的人体状态信息和预置标准信息确定教学指导信息；
输出模块，用于输出教学指导信息。
进一步的，所述采集设备，具体用于若第一对象全部身***于摄像区域内，则采集视频图像数据。
进一步的，所述采集设备，具体用于若第一对象部分身***于摄像区域外，则输出提示信息。
进一步的，所述预置标准信息包括以下至少一种：
关节角度；
骨骼位置；
身体部位的平直度。
进一步的，所述教学模块，还用于根据第一对象的教学内容获取对应的预置标准信息。
本发明基于计算机视觉的教学方法及***，第一对象的人体状态信息和预置标准信息确定教学指导信息，实现自动分析第一对象的动作并获取第一对象与标准动作的差异，只需采集视频图像数据，不需要其他硬件支持，解决现有技术中硬件支持成本高，无法更新迭代的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种基于计算机视觉的教学方法实施例一的流程图；
图2为本发明一种基于计算机视觉的教学***实施例一的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
图1为本发明一种基于计算机视觉的教学方法实施例一的流程图，如图1所示，本实施例的方法可以包括：
S101、采集视频图像数据，所述视频图像数据包括第一对象的视频信息和/或图像信息；
本实施例中，可通过摄像头、摄像机来采集视频图像数据。
本实施例中，无需特殊或者昂贵的信息采集硬件，任何具有摄像功能的设备均可成为***组件，包括但不限于智能手机、摄像机、外置摄像头等日常设备。
本实施例中，第一对象即采集设备采集的对象，即练习者。
本实施例中，视频图像数据可以为视频信息，也可以为图像信息。
S102、根据视频图像数据确定第一对象的人体状态信息；
本实施例中，采集设备获取视频图像数据后，对采集的视频图像进行处理，获得第一对象的人体状态信息。
可选的，根据视频图像数据确定第一对象的人体状态信息，
具体可为，提取视频图像数据中的第一对象人体状态信息；
人体状态信息即关节角度、骨骼位置、身体部位的平直度中的一种或多种。
具体获取的人体状态信息，可根据预置标准信息中需要比对的信息来确定，即若需要比对的信息包括关节角度，则获取信息包括关节角度。
本实施例中，通过获取关节角度、骨骼位置和身体部位的平直度中的一种或多种，与预置标准信息对比，来了解第一对象的动作是否标准，是否达到要求。
本实施例中，关节角度，即是否钝角、锐角或直角；
骨骼位置，即是否垂直、水平、手腕脚踝和其他躯干边缘的相对位置；
身体部位的平直度，即背部、腰侧、腿部、手臂以及这几处躯干的整体状态。
本实施例中的身体部位，可包括背部、腰侧、腿部、手臂中的至少一种，具体的哪个部位根据教学要求来确定，并不仅限于本实例中列举的部位。
本实施例中，通过这些不同部位的体态数据，对比预置体式来判断肌肉发力状况。
本实施例中，基于计算机视觉，包括不限于骨骼、身体部位的平直度、关节角度等描述信息，通过这些结构化数据，可以完整地描述出练习者在练习时的体式状态。
S103、根据第一对象的人体状态信息和预置标准信息确定教学指导信息；
本实施例中，通过获取关节角度、骨骼位置、身体部位的平直度中的一种或多种，与预置标准信息对比，获得练习者与预置标准信息的差异，可将差异结果输出；并且，根据差异结果输出给练习者的教学指导信息。
本实施例中，可对练习者情况进行分析，将分析结果展示给练习者。
可选的，根据第一对象的人体状态信息、第一对象的用户信息和预置标准信息确定教学指导信息。
本实施例中，可根据第一对象的用户信息，即个人信息给出个性化的指导信息，第一对象即课程练习者，例如不同级别的练习者输出不同的教学指导信息；
可选的，用户信息可包括以下至少一种：
练习级别，如初级、中级、高级；
年龄；
性别。
本实施例中，考虑练习者个人信息，不同的练习者对应不同的教学目的，相应的给出不同的指导意见或评分，如对于初学者，对应初学者的练习目标，可不对个别细节进行要求，而对于高级练习者，对动作要求更加严格。
S104、输出教学指导信息。
本实施例中，可通过在屏幕上显示教学指导信息来输出教学指导信息，也可以通过语音播报来输出教学指导信息。
可选的，所述采集视频图像数据，包括：
若第一对象全部身***于摄像区域内，则采集视频图像数据。
若第一对象部分身***于摄像区域外，则输出提示信息。
即本实施例中，若确认第一对象全部身***于摄像区域内，才开始采集视频图像数据。可选的，可通过语音提示，报警声等方式来提示练习者，直至练习者全部身***于摄像区域内。
可选的，所述根据第一对象的人体状态信息和预置标准信息确定教学指导信息之前，包括：
根据第一对象的教学内容获取对应的预置标准信息。
即本实施例中，第一对象可通过电子设备选择练习内容，即教学内容，每个教学视频对应其预置标准信息。
本实施例中的教学方法，可用于瑜伽、舞蹈或健身教学。
本实施例，根据第一对象的人体状态信息和预置标准信息确定教学指导信息，实现自动分析第一对象的动作并获取第一对象与标准动作的差异，只需采集视频图像数据，不需要其他硬件支持，解决现有技术中硬件支持成本高，无法更新迭代的问题。
图2为本发明一种基于计算机视觉的教学***实施例一的结构示意图，如图2所示，本实施例的装置可以包括：
采集设备21，所述采集设备用于采集视频图像数据，所述视频图像数据包括第一对象的视频信息和/或图像信息；
数字化模块22，所述数字化模块用于根据视频图像数据确定第一对象的人体状态信息；
教学模块23，所述教学模块用于根据第一对象的人体状态信息和预置标准信息确定教学指导信息；
输出模块24，用于输出教学指导信息。
可选的，所述采集设备，具体用于若第一对象全部身***于摄像区域内，则采集视频图像数据。
可选的，所述采集设备，具体用于若第一对象部分身***于摄像区域外，则输出提示信息。
可选的，所述预置标准信息包括以下至少一种：
关节角度；
骨骼位置；
身体部位的平直度。
可选的，所述教学模块，还用于根据第一对象的教学内容获取对应的预置标准信息。
本实施例中，还可包括服务器，可通过在服务器根据视频图像数据确定第一对象的人体状态信息；根据第一对象的人体状态信息和预置标准信息确定教学指导信息；在服务端进行使得对客户端的处理要求更低，更容易适应各种终端，服务器对信息进行分析，并获得教学内容，将教学内容发送给客户端。
即本实施例中，数字化模块和教学模块可设置在客户端，也可设置在服务器端，
本实施例中，若数字化模块和/或教学模块设置在服务器端,则服务器端进行对比分析，获取相应的教学口令即时反馈到客户端，并将数据存储在服务器。
本实施例的装置，可以用于执行图1所示方法实施例的技术方案，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。
本发明的有益效果包括：
1.本发明无需特殊或者昂贵的信息采集硬件，任何具有摄像功能的设备均可成为***组件，包括但不限于智能手机、摄像机、外置摄像头等日常设备，没有用户端的制造成本。
2.本发明采用计算机视觉的方式进行数字化，制造成本低，灵活性、适配性和准确性大大提升。
3.本发明针对瑜伽体式，关注特定部位和关节，即时地评估用户的体式是否正确，做到及时调整健身者的状态，提升练习效果。
4.本发明通过测量数据，可以对健身者的健身情况进行分析与评估，实现在功能性与精确性方面的巨大提高和持续跟踪。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种基于计算机视觉的教学方法，其特征在于，包括：
采集视频图像数据，所述视频图像数据包括第一对象的视频信息和/或图像信息；
根据视频图像数据确定第一对象的人体状态信息；
根据第一对象的人体状态信息和预置标准信息确定教学指导信息；
输出教学指导信息。
2.根据权利要求1所述的教学方法，其特征在于，
所述采集视频图像数据，包括：
若第一对象全部身***于摄像区域内，则采集视频图像数据。
3.根据权利要求2所述的教学方法，其特征在于，
所述采集视频图像数据，包括：
若第一对象部分身***于摄像区域外，则输出提示信息。
4.根据权利要求1所述的教学方法，其特征在于，
所述预置标准信息包括以下至少一种：
关节角度；
骨骼位置；
身体部位的平直度。
5.根据权利要求1-4任一项所述的教学方法，其特征在于，
所述根据第一对象的人体状态信息和预置标准信息确定教学指导信息之前，包括：
根据第一对象的教学内容获取对应的预置标准信息。
6.一种基于计算机视觉的教学***，其特征在于，包括：
采集设备，所述采集设备用于采集视频图像数据，所述视频图像数据包括第一对象的视频信息和/或图像信息；
数字化模块，所述数字化模块用于根据视频图像数据确定第一对象的人体状态信息；
教学模块，所述教学模块用于根据第一对象的人体状态信息和预置标准信息确定教学指导信息；
输出模块，用于输出教学指导信息。
7.根据权利要求6所述的教学***，其特征在于，
所述采集设备，具体用于若第一对象全部身***于摄像区域内，则采集视频图像数据。
8.根据权利要求7所述的教学***，其特征在于，
所述采集设备，具体用于若第一对象部分身***于摄像区域外，则输出提示信息。
9.根据权利要求6所述的教学***，其特征在于，
所述预置标准信息包括以下至少一种：
关节角度；
骨骼位置；
身体部位的平直度。
10.根据权利要求6-9任一项所述的教学***，其特征在于，
所述教学模块，还用于根据第一对象的教学内容获取对应的预置标准信息。
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