本發(fā)明涉及體育訓(xùn)練，特別是涉及一種體育訓(xùn)練姿態(tài)糾正系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、在體育訓(xùn)練中，姿態(tài)的準(zhǔn)確性和規(guī)范性對提高訓(xùn)練效果、減少運(yùn)動(dòng)損傷至關(guān)重要。現(xiàn)有的體育訓(xùn)練姿態(tài)糾正方法通常依賴于教練員的經(jīng)驗(yàn)，或使用基礎(chǔ)的視覺反饋系統(tǒng)。傳統(tǒng)的姿態(tài)糾正檢測方法存在精度不足，需要佩戴大量傳感器才可實(shí)現(xiàn)糾正功能，不便使用。因此，設(shè)計(jì)一種體育訓(xùn)練姿態(tài)糾正系統(tǒng)及方法是十分有必要的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種體育訓(xùn)練姿態(tài)糾正系統(tǒng)及方法。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：

3、本發(fā)明提供了一種體育訓(xùn)練姿態(tài)糾正系統(tǒng)，包括：

4、圖像采集模塊，用于采集體育訓(xùn)練姿態(tài)圖像；

5、人體姿態(tài)估計(jì)模塊，用于進(jìn)行人體姿態(tài)估計(jì)；

6、解碼模塊，用于將人體姿態(tài)估計(jì)結(jié)果解碼成人體骨骼關(guān)鍵點(diǎn)坐標(biāo)；

7、人體姿態(tài)特征提取模塊，用于基于人體骨骼關(guān)鍵點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行人體姿態(tài)特征提取；

8、不規(guī)范動(dòng)作判斷模塊，用于基于人體姿態(tài)特征提取不規(guī)范動(dòng)作；

9、展示模塊，用于將不規(guī)范動(dòng)作展示給訓(xùn)練人員。

10、本發(fā)明還提供了一種體育訓(xùn)練姿態(tài)糾正方法，包括：

11、步驟100：獲取體育訓(xùn)練姿態(tài)圖像；

12、步驟200：基于改進(jìn)的hrnet網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)對體育訓(xùn)練姿態(tài)圖像進(jìn)行人體姿態(tài)估計(jì)，獲取人體骨骼關(guān)鍵點(diǎn)的熱力圖；

13、步驟300：對獲取的人體骨骼關(guān)鍵點(diǎn)的熱力圖進(jìn)行解碼操作，得到人體骨骼關(guān)鍵點(diǎn)坐標(biāo)；

14、步驟400：基于人體骨骼關(guān)鍵點(diǎn)坐標(biāo)提取人體姿態(tài)特征；

15、步驟500：基于dtw的評價(jià)模型將提取的人體姿態(tài)特征與標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)作姿態(tài)特征進(jìn)對比評價(jià)，提取不規(guī)范動(dòng)作；

16、步驟600：將不規(guī)范動(dòng)作展示給訓(xùn)練人員，進(jìn)行姿態(tài)糾正。

17、優(yōu)選地，步驟200中，基于改進(jìn)的hrnet網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)對體育訓(xùn)練姿態(tài)圖像進(jìn)行人體姿態(tài)估計(jì)，獲取人體骨骼關(guān)鍵點(diǎn)的熱力圖，具體為：

18、基于改進(jìn)的hrnet網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)構(gòu)建人體姿態(tài)估計(jì)模型；

19、基于預(yù)設(shè)的訓(xùn)練集對人體姿態(tài)估計(jì)模型進(jìn)行訓(xùn)練；

20、將體育訓(xùn)練姿態(tài)圖像輸入訓(xùn)練后的人體姿態(tài)估計(jì)模型，得到人體骨骼關(guān)鍵點(diǎn)的熱力圖。

21、優(yōu)選地，hrnet網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的具體及改進(jìn)為：

22、裁剪傳統(tǒng)hrnet網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的第四階段中的兩條低分辨率子網(wǎng)絡(luò)，保留其高分辨率網(wǎng)絡(luò)分支，用于減少模型過量計(jì)算，在傳統(tǒng)hrnet網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的第一階段及第二階段之間添加兩個(gè)分辨率塊，用于加強(qiáng)低分辨率特征的提取能力，在傳統(tǒng)hrnet網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)交換單元后添加cbam注意力機(jī)制，用于提升模型在通道維度及空間維度上對重要特征的提取能力。

23、優(yōu)選地，步驟300中，對獲取的人體骨骼關(guān)鍵點(diǎn)的熱力圖進(jìn)行解碼操作，具體為：

24、獲取人體骨骼關(guān)鍵點(diǎn)的熱力圖，基于移動(dòng)像素距離解碼對熱力圖信息進(jìn)行轉(zhuǎn)換，通過將熱力圖最高點(diǎn)處得到的熱點(diǎn)概率坐標(biāo)向次高點(diǎn)熱點(diǎn)概率坐標(biāo)移動(dòng)1/4長度，實(shí)現(xiàn)坐標(biāo)解碼。

25、根據(jù)本發(fā)明提供的具體實(shí)施例，本發(fā)明公開了以下技術(shù)效果：

26、本發(fā)明提供了一種體育訓(xùn)練姿態(tài)糾正系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)包括圖像采集模塊、人體姿態(tài)估計(jì)模塊、解碼模塊、人體姿態(tài)特征提取模塊、不規(guī)范動(dòng)作判斷模塊、展示模塊；該方法包括獲取體育訓(xùn)練姿態(tài)圖像，基于改進(jìn)的hrnet網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)對體育訓(xùn)練姿態(tài)圖像進(jìn)行人體姿態(tài)估計(jì)，獲取人體骨骼關(guān)鍵點(diǎn)的熱力圖，對獲取的人體骨骼關(guān)鍵點(diǎn)的熱力圖進(jìn)行解碼操作，得到人體骨骼關(guān)鍵點(diǎn)坐標(biāo)，基于人體骨骼關(guān)鍵點(diǎn)坐標(biāo)提取人體姿態(tài)特征，基于dtw的評價(jià)模型將提取的人體姿態(tài)特征與標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)作姿態(tài)特征進(jìn)對比評價(jià)，提取不規(guī)范動(dòng)作，將不規(guī)范動(dòng)作展示給訓(xùn)練人員，進(jìn)行姿態(tài)糾正。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)體育訓(xùn)練的姿態(tài)檢測，并根據(jù)其判斷是否存在不規(guī)范訓(xùn)練姿態(tài)，若存在，則將其展示給訓(xùn)練人員，進(jìn)行校正，便于使用。

技術(shù)特征：

1.一種體育訓(xùn)練姿態(tài)糾正系統(tǒng)，其特征在于，包括：

2.一種體育訓(xùn)練姿態(tài)糾正方法，其特征在于，包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，步驟200中，基于改進(jìn)的hrnet網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)對體育訓(xùn)練姿態(tài)圖像進(jìn)行人體姿態(tài)估計(jì)，獲取人體骨骼關(guān)鍵點(diǎn)的熱力圖，具體為：

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，hrnet網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的具體及改進(jìn)為：

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，步驟300中，對獲取的人體骨骼關(guān)鍵點(diǎn)的熱力圖進(jìn)行解碼操作，具體為：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種體育訓(xùn)練姿態(tài)糾正系統(tǒng)及方法，該方法包括獲取體育訓(xùn)練姿態(tài)圖像，基于改進(jìn)的HRNet網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)對體育訓(xùn)練姿態(tài)圖像進(jìn)行人體姿態(tài)估計(jì)，獲取人體骨骼關(guān)鍵點(diǎn)的熱力圖，對獲取的人體骨骼關(guān)鍵點(diǎn)的熱力圖進(jìn)行解碼操作，得到人體骨骼關(guān)鍵點(diǎn)坐標(biāo)，基于人體骨骼關(guān)鍵點(diǎn)坐標(biāo)提取人體姿態(tài)特征，基于DTW的評價(jià)模型將提取的人體姿態(tài)特征與標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)作姿態(tài)特征進(jìn)對比評價(jià)，提取不規(guī)范動(dòng)作，將不規(guī)范動(dòng)作展示給訓(xùn)練人員，進(jìn)行姿態(tài)糾正。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)體育訓(xùn)練的姿態(tài)檢測，并根據(jù)其判斷是否存在不規(guī)范訓(xùn)練姿態(tài)，若存在，則將其展示給訓(xùn)練人員，進(jìn)行校正，便于使用。

技術(shù)研發(fā)人員：郭昱漾,張一鳴,靳樂樂
受保護(hù)的技術(shù)使用者：鄭州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/4/28