動作比對方法與動作比對系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種動作比對方法與動作比對系統(tǒng)，特別是針對多模態(tài)動作串流作比對的功能。此方法包括：根據(jù)使用者的圖像取得使用者的串流動作及多個節(jié)點；提供虛擬教練的串流動作及多個節(jié)點；根據(jù)一串流節(jié)點比對演算法計算使用者的節(jié)點的坐標(biāo)與虛擬教練的節(jié)點的坐標(biāo)之間的關(guān)系數(shù)值；根據(jù)身體部位、使用者所預(yù)先設(shè)定的運(yùn)動種類、以及時間信息，通過權(quán)重向量取得多個權(quán)重；根據(jù)權(quán)重分別乘上關(guān)系數(shù)值后的結(jié)果產(chǎn)生一個比對結(jié)果值；以及將此比對結(jié)果值映射至一個相似度。借此，提高使用者個別身體訓(xùn)練部位的連續(xù)動作遵從性，有效地提升使用者揣摩姿勢正確性。
【專利說明】動作比對方法與動作比對系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明有關(guān)于一種通過權(quán)重向量調(diào)整權(quán)重及根據(jù)串流節(jié)點比對演算法進(jìn)行運(yùn)算的多模態(tài)動作串流比對方法與系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]市售的體感健身游戲中，虛擬私人教練課程會根據(jù)使用者所輸入的健身訓(xùn)練部位，編輯個人化的訓(xùn)練課程。這些訓(xùn)練課程會根據(jù)使用者的動作與虛擬私人教練課程的動作給予使用者一個分?jǐn)?shù)。使用者可以根據(jù)此分?jǐn)?shù)知道自己的動作是否正確。但所給予的分?jǐn)?shù)僅針對使用者的特定定點動作，無法給予使用者流暢的使用經(jīng)驗。此外，因訓(xùn)練目標(biāo)設(shè)定個人化的需求，使用者期望揣摩且依循虛擬私人教練運(yùn)動時，可以針對手部、腳部、身體特定部位動作及重心轉(zhuǎn)移做加強(qiáng)及訓(xùn)練。另一方面，使用者也可能有針對個人訓(xùn)練下肢耐力(如，蹲站高低程度與運(yùn)動時間長短等)的需求，藉以提升心率以達(dá)健身之效。
[0003]因此，如何提供一個符合使用者需要的連續(xù)串流動作比對方法，為此領(lǐng)域技術(shù)人員所關(guān)心的議題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決上述問題，本發(fā)明的范例實施例提出一種通過權(quán)重向量調(diào)整權(quán)重及根據(jù)串流節(jié)點比對演算法進(jìn)行運(yùn)算的多模態(tài)動作串流比對方法與系統(tǒng)。借此以提高使用者個別身體訓(xùn)練部位的連續(xù)動作遵從性，有效地提升使用者揣摩姿勢正確性。
[0005]本發(fā)明一范例實施例提出一種動作比對系統(tǒng)，包括使用者動作擷取單元、虛擬教練動作信息單元、第一演算單元、多維權(quán)重篩選器、第二演算單元與映射單元。使用者動作擷取單元是用以根據(jù)使用者的多個圖像取得使用者的第一串流動作及第一串流動作的多個節(jié)點。其中第一串流動作的每一個節(jié)點包括多個坐標(biāo)，并且第一串流動作的每一個節(jié)點屬于一個身體部位。虛擬教練動作信息單元是用以提供一虛擬教練的第二串流動作及第二串流動作的多個節(jié)點。其中第二串流動作的每一個節(jié)點包括多個坐標(biāo)，并且第二串流動作的每一個節(jié)點屬于上述身體部位的其中之一。第一演算單元是耦接至使用者動作擷取單元與虛擬教練動作信息單元，用以根據(jù)一個串流節(jié)點比對演算法計算第一串流動作的節(jié)點的坐標(biāo)與第二串流動作的節(jié)點的坐標(biāo)之間的多個關(guān)系數(shù)值。多維權(quán)重篩選器是用以根據(jù)上述的身體部位、使用者所預(yù)先設(shè)定的多個運(yùn)動種類、以及上述圖像的時間信息，通過權(quán)重向量取得多個權(quán)重。第二演算單元是耦接至第一演算單元與多維權(quán)重篩選器，用以根據(jù)上述的權(quán)重分別乘上關(guān)系數(shù)值后的結(jié)果產(chǎn)生一個比對結(jié)果值。映射單元是耦接至第二演算單元，用以將比對結(jié)果值映射至一個相似度。
[0006]在本發(fā)明之一實施例中，使用者的節(jié)點的個數(shù)為15，并且虛擬教練的節(jié)點的個數(shù)為15。
[0007]在本發(fā)明之一實施例中，權(quán)重為實數(shù)，權(quán)重的值大于等于0.1并且小于等于2。
[0008]在本發(fā)明之一實施例中，第二演算單元產(chǎn)生比對結(jié)果值的操作包括:[0009]第二演算單元根據(jù)下述方程式產(chǎn)生比對結(jié)果值，
【權(quán)利要求】
1.一種動作比對系統(tǒng)，其特征在于，包括: 使用者動作擷取單元，用以根據(jù)使用者的多個圖像取得所述使用者的第一串流動作及所述第一串流動作的多個節(jié)點，其中所述第一串流動作的每一所述節(jié)點包括多個坐標(biāo)，并且所述第一串流動作的每一所述節(jié)點屬于一身體部位； 虛擬教練動作信息單元，用以提供虛擬教練的第二串流動作及所述第二串流動作的多個節(jié)點，其中所述第二串流動作的每一所述節(jié)點包括多個坐標(biāo)，并且所述第二串流動作的每一所述節(jié)點屬于所述身體部位的其中之一； 第一演算單元，耦接至所述使用者動作擷取單元與所述虛擬教練動作信息單元，用以根據(jù)串流節(jié)點比對演算法計算所述第一串流動作的所述節(jié)點的所述坐標(biāo)與所述第二串流動作的所述節(jié)點的所述坐標(biāo)之間的多個關(guān)系數(shù)值； 多維權(quán)重篩選器，用以根據(jù)所述身體部位、所述使用者所預(yù)先設(shè)定的多個運(yùn)動種類、以及所述圖像的多個時間信息，通過權(quán)重向量取得多個權(quán)重； 第二演算單元，耦接至所述第一演算單元與所述多維權(quán)重篩選器，用以根據(jù)所述權(quán)重分別乘上所述關(guān)系數(shù)值后的結(jié)果產(chǎn)生比對結(jié)果值；以及 映射單元，耦接至所述第二演算單元，用以將所述比對結(jié)果值映射至相似度。
2.如權(quán)利要求1所述的動作比對系統(tǒng)，其特征在于，所述使用者的所述節(jié)點的個數(shù)為15，并且所述虛擬教練的所述節(jié)點的個數(shù)為15。
3.如權(quán)利要求1所述的動作比對系統(tǒng)，其特征在于，所述權(quán)重為實數(shù)，所述權(quán)重的值大于等于0.1并且小于等于2。
4.如權(quán)利要求2所述的動`作比對系統(tǒng)，其特征在于，所述第二演算單元產(chǎn)生所述比對結(jié)果值的操作包括: 所述第二演算單元根據(jù)下述方程式產(chǎn)生所述比對結(jié)果值，
15 Σ W^Hn{UJ) ，
n e Node 其中，U為一向量，其包括所述使用者的所述節(jié)點的所述坐標(biāo)，V為另一向量，其包括所述虛擬教練的所述節(jié)點的所述坐標(biāo)，Wffltn為對應(yīng)所述身體部分中第η個身體部位、所述運(yùn)動種類中的第m個運(yùn)動種類及所述時間信息中第t秒的所述權(quán)重，HnO為對應(yīng)于所述串流節(jié)點比對演算法的函數(shù)并且用以計算對應(yīng)所述第η個身體部位的所述關(guān)系數(shù)值，η與m為正整數(shù)，t為實數(shù)，并且Node為所述身體部位所形成的集合。
5.如權(quán)利要求1所述的動作比對系統(tǒng)，其特征在于，所述串流節(jié)點比對演算法為動態(tài)時間扭曲演算法、歐基里德距離演算法或相關(guān)系數(shù)演算法。
6.如權(quán)利要求1所述的動作比對系統(tǒng)，其特征在于，所述第二演算單元還用以產(chǎn)生多個第二比對結(jié)果值， 所述映射單元取得所述第二比對結(jié)果值中的最小比對結(jié)果值與最大比對結(jié)果值，根據(jù)所述最小比對結(jié)果值與所述最大比對結(jié)果值將所述比對結(jié)果值映射至相似度值域中的所述相似度。
7.如權(quán)利要求6所述的動作比對系統(tǒng)，其特征在于，所述相似度值域的范圍是O至
100。
8.一種動作比對方法，適用于一電子裝置，其特征在于，包括: 根據(jù)使用者的多個圖像取得所述使用者的第一串流動作及所述第一串流動作的多個節(jié)點，其中所述第一串流動作的每一所述節(jié)點包括多個坐標(biāo)，并且所述第一串流動作的每一所述節(jié)點屬于一身體部位； 提供虛擬教練的第二串流動作及所述第二串流動作的多個節(jié)點，其中所述第二串流動作的每一所述節(jié)點包括多個坐標(biāo)，并且所述第二串流動作的每一所述節(jié)點屬于所述身體部位的其中之一； 根據(jù)串流節(jié)點比對演算法計算所述第一串流動作的所述節(jié)點的所述坐標(biāo)與所述第二串流動作的所述節(jié)點的所述坐標(biāo)之間的多個關(guān)系數(shù)值； 根據(jù)所述身體部位、所述使用者所預(yù)先設(shè)定的運(yùn)動種類、以及所述圖像的多個時間信息,通過權(quán)重向量取得多個權(quán)重； 根據(jù)所述權(quán)重分別乘上所述關(guān)系數(shù)值后的結(jié)果產(chǎn)生比對結(jié)果值；以及 將所述比對結(jié)果值映射至相似度。
9.如權(quán)利要求8所述的動作比對方法，其特征在于，所述使用者的所述節(jié)點的個數(shù)為15，并且所述虛擬教練的所述節(jié)點的個數(shù)為15。
10.如權(quán)利要求8所述的動作比對方法，其特征在于，所述權(quán)重為實數(shù)，所述權(quán)重的值大于等于0.1并且小于等于2。
11.如權(quán)利要求9所述的動作比對方法，其特征在于，產(chǎn)生所述比對結(jié)果值的步驟包括: 根據(jù)下述方程式產(chǎn)生所述比對結(jié)果值，
12.如權(quán)利要求8所述的動作比對方法，其特征在于，所述串流節(jié)點比對演算法為動態(tài)時間扭曲演算法、歐基里德距離演算法或相關(guān)系數(shù)演算法。
13.如權(quán)利要求8所述的動作比對方法，其特征在于，將所述比對結(jié)果值映射至所述相似度的步驟包括: 產(chǎn)生多個第二比對結(jié)果值； 所述映射單元取得所述第二比對結(jié)果值中的最小比對結(jié)果值與最大比對結(jié)果值，根據(jù)所述最小比對結(jié)果值與所述最大比對結(jié)果值將所述比對結(jié)果值映射至相似度值域中的所述相似度。
14.如權(quán)利要求13所述的動作比對方法，其特征在于，所述相似度值域的范圍是O至
100。
【文檔編號】G06F19/00GK103678859SQ201210568013
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2012年12月24日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月12日
【發(fā)明者】盧東宏, 林星辰, 陳蓉蓉, 李岳軒, 陳紀(jì)鼎 申請人:財團(tuán)法人工業(yè)技術(shù)研究院