專利名稱：一種基于計算機的舞蹈動作判定方法
技術領域：
本發明屬于計算機應用領域，更具體地說，涉及一種基于計算機的舞蹈動作判定 方法。
背景技術：
隨著計算機應用技術的飛速發展，人們進行舞蹈健身、娛樂的方式也發生了巨大 的變化。目前在計算機上進行舞蹈運動的實現方式主要有如下兩種用計算機鍵盤來操作，比如網絡非常流行的勁舞團等。屏幕上會出現一連串的方 向鍵，操作者根據屏幕的提示，在適當的時間內快速連續的按下方向鍵。使用跳舞毯操作，使用者將電腦和跳舞毯連接好，站在跳舞毯上，屏幕上會出現一 連串的方向鍵，操作者根據屏幕的提示用腳踩下對應的方向即可。使用計算機鍵盤操作，其本身只是使用了人的手，身體的其他部位并沒有運動，而 且手也只是用于按鍵盤，動作非常單一死板，操作時間長了手指就會感覺很累，并且由于長 時間保持坐姿，對身體也沒有好處，更沒有任何的健身意義。這種游戲和真實舞蹈運動來 說，相差甚遠。使用跳舞毯比操作鍵盤進步了很多，操作者可以解放手指，并且運動起來，但是其 缺點也是非常明顯的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，其主要缺點是在家中 使用的時候，塑料薄膜在地板上會打滑，必須得在下面墊上帆布等布料增加摩擦。2、跳舞毯內部用一段時間也會老化，其內部構造就像鍵盤一樣，或者是一些壓感 元件。時間一長跳舞毯經常自動失靈，比如左邊方向鍵呈現一直按住的狀態等。3、人體各種舞蹈的姿勢都被忽略了。游戲并不知道我們做了什么動作，當然也不 能判斷我們動作的正確性，游戲只是簡單的檢測按鍵是否被按下了。以上技術的本質都是在一定的時間內檢測按鍵是否被按下，根據按下方向鍵的情 況記分，并不涉及到人體的運動動作。因此，需要一種能更真實的反應人體動作，能記錄下每個動作的軌跡，且能判斷出 跳舞者的動作是否標準的方案，來克服現有技術中存在的上述缺陷。

發明內容
本發明所要解決的技術問題在于，針對現有舞蹈動作判定技術中不能實時反應人 體動作和運動軌跡的問題，提供一種基于計算機的舞蹈動作判定方法。本發明解決其技術問題所采用的方案是Si)在人體上設置跟蹤點，在人體的舞蹈動作過程中采集該跟蹤點在不同時刻的 空間位置數據；S2)基于需要判斷的動作要求，計算該跟蹤點的相應動作數據；S3)根據標準動作數據及其判斷標準和S2計算出的動作數據，對該舞蹈動作進行判定；S4)對判定結果進行輸出提示。在本發明提供的舞蹈動作判定方法中，所述舞蹈動作分為直線動作和曲線動作。在本發明提供的舞蹈動作判定方法中，所述步驟S2包括如下步驟S21)將所述直線動作所對應的一組空間位置數據投影到由兩個參考軸定義的第 一參考平面，以獲得一組一次投影點，其中該兩個參考軸分別記為A軸、B軸，該一次投影點 的投影坐分別標記為(a1; bD，(a2, b2)，......，(ai; b,)；S22)計算所述一次投影點在該兩個參考軸上的平均值aVgeA = (&1+β2+. . . +a,)/ i, avgeB = (W. . . +bj) /i ；S23)計算方差Laa = (B1-BVgeA)^(B2-BVgeA)2+. ..+(a-avgeA)2, Lab = (a「avgeA) (bj-avgeB) +. . . + (a「avgeA) (bj-avgeB)；S24)計算斜率k = LarZLaa,并計算截距離b = avgeB-LAB X avgeA/LM ；S25)根據所述斜率和所述截距離確定一擬合曲線，并計算該擬合曲線相對所述參 考軸的角度以作為所述直線動作的角度，再將該一次投影點投影到該擬合曲線上以獲得二 次投影點，計算該二次投影點中距離最大的兩個二次投影點，并計算該兩個二次投影點所 對應的一次投影點的距離作為該直線動作的距離。在本發明提供的舞蹈動作判定方法中，在步驟S3中，根據該直線動作的角度及距 離對所述直線動作進行判定。在本發明提供的舞蹈動作判定方法中，在步驟S3中，確定該直線動作的角度與標 準角度的差值，并根據正切變換遞減方式確定角度判定值，以及確定該直線動作的距離與 標準距離的差值，并根據線性遞減方式確定距離判定值，并按對應權重進行求和。在本發明提供的舞蹈動作判定方法中，所述判定方法包括進一步確定所述直線動 作在與所述第一參考平面垂直且相互垂直的第二參考平面和第三參考平面內的所述角度 判定值和所述距離判定值，并對所述第一參考平面、所述第二參考平面和所述第三參考平 面的角度判定值和距離判定值進行累計求和。在本發明提供的舞蹈動作判定方法中，所述判定方法進一步包括，根據預定的判 定次數和空間位置數據點的順延個數，在相鄰一次判定的基礎上順延預定個數的空間位置 點作為再次判定的開始點，對所述直線動作再次進行判定判定，共進行預訂判定次數的判 定，取判定值最高的為此次舞蹈動作的最終判定值。在本發明提供的舞蹈動作判定方法中，所述步驟S2包括S31)將所述舞蹈動作所對應的一組空間位置數據投影到由兩個參考軸定義的第 一參考平面中，以獲得一組投影點；S32)根據步驟S31計算出的該組投影點，計算每一投影點所對應的速度，并計算 所述速度與標準速度的實際速度偏差；S33)根據步驟S31計算出的該組投影點，計算每一投影點所對應的所述速度與所 述參考軸之間的角度，并計算所述角度與標準角度的實際角度偏差；S34)根據步驟S31計算出的該組投影點，計算每一投影點與前一投影點之間的距 離，并計算所述距離與標準距離的實際距離偏差。在本發明提供的舞蹈動作判定方法中，所述步驟S3包括
S41)所述每一投影點在所述第一參考平面的評定值的計算公式為
權利要求
1.一種基于計算機的舞蹈動作判定方法，其特征在于，包括以下步驟51)在人體上設置跟蹤點，在人體的舞蹈動作過程中采集該跟蹤點在不同時刻的空間 位置數據；52)基于需要判斷的動作要求，計算該跟蹤點的相應動作數據；53)根據標準動作數據及其判斷標準和S2計算出的動作數據，對該舞蹈動作進行判定；54)對判定結果進行輸出提示。
2.如權利要求1所述方法，其特征在于，所述舞蹈動作分為直線動作和曲線動作。
3.如權利要求2所述方法，其特征在于，所述步驟S2包括如下步驟521)將所述直線動作所對應的一組空間位置數據投影到由兩個參考軸定義的第一參 考平面，以獲得一組一次投影點，其中該兩個參考軸分別記為A軸、B軸，該一次投影點的投 影坐分別標記為(a1; Id1)，(a2, b2)，......，(Bi, bD ；522)計算所述一次投影點在該兩個參考軸上的平均值aVgeA=(ai+a2+...+ai)/i， avgeB = (W. . . +bj) /i ；523)計算方差:Laa= (a「avgeA)2+(a2_avgeA)2+· . . + (a「avgeA)2, Lab = (a「avgeA) (bj-avgeB) +. . . + (aj-avgeA) (bj-avgeB)；524)計算斜率k= LAB/LAA，并計算截距離b = avgeB-L^ X avgeA/LAA ；525)根據所述斜率和所述截距離確定一擬合曲線，并計算該擬合曲線相對所述參考軸 的角度以作為所述直線動作的角度，再將該一次投影點投影到該擬合曲線上以獲得二次投 影點，計算該二次投影點中距離最大的兩個二次投影點，并計算該兩個二次投影點所對應 的一次投影點的距離作為該直線動作的距離。
4.如權利要求3所述方法，其特征在于，在步驟S3中，根據該直線動作的角度及距離對 所述直線動作進行判定。
5.如權利要求4所述方法，其特征在于，在步驟S3中，確定該直線動作的角度與標準角 度的差值，并根據正切變換遞減方式確定角度判定值，以及確定該直線動作的距離與標準 距離的差值，并根據線性遞減方式確定距離判定值，并按對應權重進行求和。
6.如權利要求5所述方法，其特征在于，所述判定方法包括進一步確定所述直線動作 在與所述第一參考平面垂直且相互垂直的第二參考平面和第三參考平面內的所述角度判 定值和所述距離判定值，并對所述第一參考平面、所述第二參考平面和所述第三參考平面 的角度判定值和距離判定值進行累計求和。
7.如權利要求6所述方法，其特征在于，所述判定方法進一步包括，根據預定的判定次 數和空間位置數據點的順延個數，在相鄰一次判定的基礎上順延預定個數的空間位置點作 為再次判定的開始點，對所述直線動作再次進行判定判定，共進行預訂判定次數的判定，取 判定值最高的為此次舞蹈動作的最終判定值。
8.如權利要求2所述方法，其特征在于，所述步驟S2包括531)將所述舞蹈動作所對應的一組空間位置數據投影到由兩個參考軸定義的第一參 考平面中，以獲得一組投影點；532)根據步驟S31計算出的該組投影點，計算每一投影點所對應的速度，并計算所述 速度與標準速度的實際速度偏差；533)根據步驟S31計算出的該組投影點，計算每一投影點所對應的所述速度與所述參 考軸之間的角度，并計算所述角度與標準角度的實際角度偏差；534)根據步驟S31計算出的該組投影點，計算每一投影點與前一投影點之間的距離， 并計算所述距離與標準距離的實際距離偏差。
9.如權利要求8所述方法，其特征在于，所述步驟S3包括541)所述每一投影點在所述第一參考平面的評定值的計算公式為
10.如權利要求9所述方法，其特征在于，所述判定方法包括進一步確定所述舞蹈動作 在與所述第一參考平面垂直且相互垂直的第二參考平面和第三參考平面內的綜合判定值， 并進行累計求和。
11.如權利要求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動作開 始的一定時間間隔內，尋找與所述標準角度、所述標準速度、所述標準距離之間的偏差在允 許范圍內的投影點，并將該投影點作為判定的起始點。
12.如權利要求2所述方法，其特征在于，所述步驟S2包括551)將所述曲線動作所對應的一組空間位置數據投影到由兩個參考軸定義的第一參 考平面中，以獲得投影曲線，并且確定所述投影曲線的開始點A和結束點B，以及由所述開 始點A和所述結束點B定義的直線AB的方程以及所述直線AB與所述參考軸的夾角θ ；552)將所述投影曲線上所有投影點再次投影到所述直線AB上，找出投影距離最大的 參考投影點C ；553)根據參考投影點C計算參考投影點點C在直線AB上的再次投影點D；554)計算開始點A和結束點B之間的距離Dab，參考投影點C和再次投影點D之間的距 離Dm、開始點A和再次投影點D之間的距離Dad再次投影點D和結束點B之間的距離Ddb ；555)計算DqZDab,以表示投影曲線的彎曲程度，計算DaiZDdb,以表示最高點的投影位置， 并根據參考投影點C相對所述直線AB的位置確定投影曲線的朝向。
13.如權利要求12所述方法，其特征在于，在步驟S3中，判斷Dm/DAjnDAIZDdb是否分 別落在標準取值范圍之內，判斷曲線朝向和標準曲線朝向是否一致，若此三條中的任何一 條不滿足就判定所述曲線動作不合格。
14.如權利要求13所述判定方法，其特征在于，步驟S3進一步包括561)定義投影曲線的相關系數K= P1XSJP2XS2，其中P1為彎曲程度對K的影響權重， P2為最高點投影位置對K的影響權重，S1為Dm/DAB離標準的彎曲程度的百分比，S2為Dad/ Ddb離標準最高點投影位置的百分比；562)定義距離和斜率評定值S= (p3Xs3+p4Xs4) X St，其中p3為Dab影響S的權重，S3 為Dab離標準的Dab的百分比，P4為斜率影響S的權重，S4為斜率離標準斜率的百分比，St為該投影曲線的總評定值；S63)該投影曲線的綜合評定值為該參考平面的相關系數乘以該參考平面的距離和斜 率評定值，Sc = KS。
15.如權利要求14所述方法，其特征在于，所述判定方法包括進一步確定所述曲線動 作分別在與所述第一參考平面垂直且相互垂直的第二參考平面和第三參考平面內的綜合 判定值，并進行累計求和。
全文摘要
一種基于計算機的舞蹈動作判定方法，包括以下步驟在人體上設置跟蹤點，在人體的舞蹈動作過程中采集該跟蹤點在不同時刻的空間位置數據；基于需要判斷的動作要求，計算該跟蹤點的相應動作數據；根據標準動作數據及其判斷標準和計算出的動作數據，對該舞蹈動作進行判定；對判定結果進行輸出提示。利用本發明公開的方法，可以在采集人體舞蹈動作各個時刻各跟蹤部位的空間位置信息基礎上，及時記錄其運動軌跡，判斷舞蹈動作是否標準，更真實地反應人體舞蹈運動的情況。
文檔編號A63F13/00GK102000430SQ200910189940
公開日2011年4月6日 申請日期2009年9月1日 優先權日2009年9月1日
發明者彭立焱, 李 浩, 甘泉, 謝智璋 申請人:深圳泰山在線科技有限公司