一种人体姿态、行为识别装置及其姿态、行为识别方法

1.本发明属于人像采集技术领域，具体涉及一种人体姿态、行为识别装置及其姿态、行为识别方法。


背景技术：

2.随着时代的发展，摄像头不仅仅可以采集动态视频，还可以配合动态捕捉技术实现对动态视频内部的人像进行捕捉的功能，其在目前的智能应用具有重要意义，可广泛应用于智能视频监控、机器人视觉、人机交互、游戏控制等领域，使用范围广泛。
3.现有的人体姿态、行为识别装置在进行人体姿态、行为识别时，往往会将人体动作的影像传输到计算机内,根据算法识别出人体各部位的动作,但这种采集方式效率低且错误率较高,且如果人物的站立角度发生偏转,得到的判断也会发生分歧，识别效果和效率不高，同时识别装置进行使用的过程中，为了保持数据采集的准确性，需要保证内部采集机构表面的清洁程度，而目前保持清洁程度的方法一般是人工通过手动通过布料和清洁剂去擦拭，但是还是容易在采集镜头处残留有灰尘，需要多次擦拭才能完全祛除，使用较为不便。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种人体姿态、行为识别装置及其姿态、行为识别方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
6.一种人体姿态、行为识别装置及其姿态、行为识别方法，包括：
7.s1、通过人体识别装置采集到带有人像的视频影像，以骨骼数据为骨架,结合边缘检测技术确定人体区域，确定人体模型的轮廓；
8.s2、确定人体关节，并对关节节点进行标记，搭建人体的三维模型；
9.s3、输入待识别的人体视频图像，对人物信息进行特征点定位，并对图像进行切割，通过算法得到动作分向量的集合；
10.s4、对视频图像中的人体姿态进行跟踪和识别。
11.一种人体姿态、行为识别装置，所述人体姿态、行为识别方法包括上述人体识别装置，包括：安装座，所述安装座的顶部转动安装有机外壳，所述机外壳的内腔固定安装有采集机构，所述机外壳内腔的顶部和底部均开设有内滑动槽，所述机外壳的外表面开设有两个外滑动槽，所述内滑动槽和外滑动槽之间相连通。
12.优选的，两个所述内滑动槽的内部滑动安装有同一个滑动杆，两个所述外滑动槽的内部滑动安装有同一个控制框，所述控制框的内表面与滑动杆的外表面转动连接。
13.优选的，所述内滑动槽的内壁开设有齿槽，所述滑动杆的外表面转动安装有两个齿轮，所述齿轮与齿槽相啮合，两个所述齿轮相对的一侧固定安装有外齿环。
14.优选的，所述滑动杆的外表面固定安装有两个支撑环，两个所述支撑环互相远离的一侧均固定安装有一号弹簧，两个所述一号弹簧互相远离的一侧均固定安装有内齿环，
所述内齿环的内表面与滑动杆的外表面滑动连接，所述内齿环和外齿环之间滑动连接。
15.优选的，所述滑动杆的外表面固定安装有安装板，所述安装板的一侧固定安装有刮刷，所述安装板的另一侧转动安装有支撑板，所述支撑板的一侧固定安装有填充盒，所述填充盒的一侧固定安装有清洁海绵。
16.优选的，所述填充盒的内部开设有通孔，所述填充盒的另一侧滑动安装有封闭杆，所述封闭杆的一端延伸至填充盒的内部，所述封闭杆的外表面固定安装有延伸板。
17.优选的，所述封闭杆的另一端固定安装有拉伸板，所述拉伸板与填充盒之间固定安装有二号弹簧，所述拉伸板的一侧固定安装有两个拉伸条，所述拉伸条的一侧贯穿支撑板并延伸支撑板的外部，所述填充盒的外表面固定安装有填料口。
18.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
19.(1)通过构建人体特征三维模型并进行动态跟踪识别,再根据三维模型的具体信息实现人体动作识别，提高了人体动作识别的效率和准确性。
20.(2)通过拉动控制框，带动滑动杆同时移动，在齿轮和外齿环、内齿环的作用下，清洁海绵会贴向采集机构表面，通过清洁剂清洁灰尘和污渍，然后反向拉动控制框，使清洁海绵远离采集机构，而刮刷贴向采集机构的表面，将多余的清洁剂和灰尘刮向一侧，从而使内部采集机构用来采集图像的位置可以保证有效的清洁程度，同时使用更加便捷，提高工作效率。
21.(3)通过在清洁海绵在对采集机构进行清洁时，会通过拉伸条推动拉伸板，从而使封闭杆从通孔内部抽出，而延伸板还会挤压填充盒内部液体，使内部液体加快从通孔处流出并被清洁海绵吸收，而在封闭杆处于通孔内部时，延伸板还可以进一步的保证通孔的密封，防止发生泄露的现象。
附图说明
22.图1为本发明的人体姿态、行为识别方法流程框图；
23.图2为本发明的人体姿态、行为识别装置外部结构立体图；
24.图3为本发明的第一滑动杆和安装板外部结构立体图；
25.图4为本发明的第二滑动杆和安装板外部结构立体图；
26.图5为本发明的滑动杆和安装板内部结构横剖示意图；
27.图6为图2中a处结构放大图；
28.图7为本发明的控制框外部结构示意图；
29.图中：1、安装座；2、机外壳；3、采集机构；4、内滑动槽；5、外滑动槽；6、滑动杆；7、控制框；8、齿槽；9、齿轮；10、外齿环；11、支撑环；12、一号弹簧；13、内齿环；14、安装板；15、支撑板；16、填充盒；17、清洁海绵；18、通孔；19、封闭杆；20、延伸板；21、拉伸板；22、二号弹簧；23、拉伸条；24、填料口；25、刮刷。
具体实施方式
30.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，所描述的实施例仅仅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做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。
31.实施例一：
32.请参阅图1所示，一种人体姿态、行为识别方法，包括：
33.s1、通过人体识别装置采集到带有人像的视频影像，以骨骼数据为骨架,结合边缘检测技术确定人体区域，确定人体模型的轮廓；
34.s2、确定人体关节，并对关节节点进行标记，构建出头部、躯干、四肢等人体部位,得到人体特征与三维模型的质量概率,并通过位移的方式推断出人体关节,利用生物学知识对人体骨骼进行拟合构造，搭建人体的三维模型；
35.s3、输入待识别的人体视频图像，对人物信息进行特征点定位，并对图像进行切割，通过算法得到动作分向量的集合；
36.s4、对视频图像中的人体姿态进行跟踪和识别。
37.具体的，关于上述s3中输入待识别的人体视频图像，对人物信息进行特征点定位，并对图像进行切割，通过算法得到动作分向量的集合，包括：
38.特征点定位：
39.f(z)'＝ze-1
exp(-u*s
giv
)；
40.式中:f(z)'表示人体动作变化重构的动态特征量；z表示人体动作的特征分量；u表示动作变化的二值函数；s
giv
表示图像的均值灰度参数，采用灰度值分割法,得到人体特征三维模型；
41.具体的，关于上述s4中对视频图像中的人体姿态进行跟踪和识别，包括：
42.人体跟踪识别特征:
[0043][0044]
式中:g(x,y,z)表示人物动态变化下动作分向量的集合；ωj表示高斯函数的边缘函数集；p(x,y)
ie
和p(x，y)
if
是灰度像素(x,y)处的特征向量映射点，得到人体三维模型的各动作分量数据,将各动作分量连接起来就可得到人体动作的数据集合；
[0045]
计算动作概率：
[0046][0047]
式中：р表示运动数据在人体特征三维模型中实现的概率,n表示数据集中的样本容量；t表示与当前动作具备相同动作分量的数据样本数，然后提取人物动作识别特征量，使用matlab软件对得到的数据进行分析，完成对人物动作姿态的识别。
[0048]
实施例二：
[0049]
请参阅图2-7所示，一种人体姿态、行为识别装置，所述人体姿态、行为识别方法包括上述人体识别装置，包括：安装座1，安装座1的顶部转动安装有机外壳2，机外壳2的内腔固定安装有采集机构3，机外壳2内腔的顶部和底部均开设有内滑动槽4，机外壳2的外表面开设有两个外滑动槽5，内滑动槽4和外滑动槽5之间相连通，两个内滑动槽4的内部滑动安装有同一个滑动杆6，两个外滑动槽5的内部滑动安装有同一个控制框7，控制框7的内表面与滑动杆6的外表面转动连接，内滑动槽4的内壁开设有齿槽8，滑动杆6的外表面转动安装有两个齿轮9，齿轮9与齿槽8相啮合，两个齿轮9相对的一侧固定安装有外齿环10，滑动杆6的外表面固定安装有两个支撑环11，两个支撑环11互相远离的一侧均固定安装有一号弹簧
12，两个一号弹簧12互相远离的一侧均固定安装有内齿环13，内齿环13的内表面与滑动杆6的外表面滑动连接，内齿环13和外齿环10之间滑动连接。
[0050]
由上可知，在人体识别装置在使用的过程中，通过安装座1将机外壳2机内部采集机构3安装至墙面上，采集机构3可以为ki nect深度相机和l3g420od动态成像仪，其与外部电源电性连接，并受外部plc编程程序控制，当采集机构3上沾染上灰尘和污渍时，拉动位于一侧控制框7，使控制框7带动滑动杆6在内滑动槽4内部向着采集机构3方向移动，此时内齿环13被一号弹簧12抵在外齿环10上，所以在齿轮9接触齿槽8时，齿轮9被齿槽8带动而进行转动，齿轮9还会通过外齿环10和内齿环13带动滑动杆6同时转动，而当滑动杆6无法转动时，滑动杆6上的内齿环13也无法转动，而齿轮9还会带动外齿环10继续转动，此时外齿环10会不断的将内齿环13向外推动并在一号弹簧12的推动下回位，在滑动杆6在内滑动槽4内部反向移动时亦然。
[0051]
实施例三：
[0052]
参考图2-图5所示，滑动杆6的外表面固定安装有安装板14，安装板14的一侧固定安装有刮刷25，安装板14的另一侧转动安装有支撑板15，支撑板15的一侧固定安装有填充盒16，填充盒16内部填充有液态清洁剂，可以通过填料口24对填充盒16内部进行清洁剂的填充，填充盒16的一侧固定安装有清洁海绵17，填充盒16的内部开设有通孔18，填充盒16的另一侧滑动安装有封闭杆19，封闭杆19的一端延伸至填充盒16的内部，封闭杆19的外表面固定安装有延伸板20，封闭杆19的另一端固定安装有拉伸板21，拉伸板21与填充盒16之间固定安装有二号弹簧22，拉伸板21的一侧固定安装有两个拉伸条23，拉伸条23的一侧贯穿支撑板15并延伸支撑板15的外部，填充盒16的外表面固定安装有填料口24。
[0053]
由上可知，当滑动杆6转动时，会同时带动其上安装板14转动，安装板14一侧的支撑板15会带动其上填充盒16向着采集机构3表面移动，使填充盒16上的清洁海绵17贴着采集机构3表面，此时安装板4和滑动杆6无法转动，同时拉伸条23在支撑板15上被采集机构3的表面向外抵，使拉伸条23会带动拉伸板21同时移动，使拉伸板21将封闭杆19向着填充盒16外拉动，使封闭杆19从通孔18内部抽出，打开通孔18，而延伸板20还会挤压填充盒16内部液体，使其从通孔18处被清洁海绵17吸收，浸润的清洁海绵17会在滑动杆6移动时对采集机构3表面进行清洁，当滑动杆6移动至内滑动槽4的端处后，反向拉动控制框7，带动滑动杆6回位，安装板14反向转动，使安装板14另一侧的刮刷25贴向采集机构3的表面，此时拉伸条23和拉伸板21被二号22拉回原位，封闭杆19插入通孔18的内部，配合延伸板20将通孔18封闭，清洁海绵17远离采集机构3，使刮刷25将采集机构3表面多余的液体和残留的污渍刮去，使内部采集机构用来采集图像的位置可以保证有效的清洁程度，同时使用更加便捷，提高工作效率。
[0054]
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.一种人体姿态、行为识别方法，其特征在于，包括：s1、通过人体识别装置采集到带有人像的视频影像，以骨骼数据为骨架,结合边缘检测技术确定人体区域，确定人体模型的轮廓；s2、确定人体关节，并对关节节点进行标记，搭建人体的三维模型；s3、输入待识别的人体视频图像，对人物信息进行特征点定位，并对图像进行切割，通过算法得到动作分向量的集合；s4、对视频图像中的人体姿态进行跟踪和识别。2.一种人体姿态、行为识别装置，所述人体姿态、行为识别方法包括权利要求1中所述人体识别装置，包括：安装座(1)，所述安装座(1)的顶部转动安装有机外壳(2)，所述机外壳(2)的内腔固定安装有采集机构(3)，所述机外壳(2)内腔的顶部和底部均开设有内滑动槽(4)，所述机外壳(2)的外表面开设有两个外滑动槽(5)，所述内滑动槽(4)和外滑动槽(5)之间相连通。3.根据权利要求2所述的一种人体姿态、行为识别装置，其特征在于：两个所述内滑动槽(4)的内部滑动安装有同一个滑动杆(6)，两个所述外滑动槽(5)的内部滑动安装有同一个控制框(7)，所述控制框(7)的内表面与滑动杆(6)的外表面转动连接。4.根据权利要求2所述的一种人体姿态、行为识别装置，其特征在于：所述内滑动槽(4)的内壁开设有齿槽(8)，所述滑动杆(6)的外表面转动安装有两个齿轮(9)，所述齿轮(9)与齿槽(8)相啮合，两个所述齿轮(9)相对的一侧固定安装有外齿环(10)。5.根据权利要求3所述的一种人体姿态、行为识别装置，其特征在于：所述滑动杆(6)的外表面固定安装有两个支撑环(11)，两个所述支撑环(11)互相远离的一侧均固定安装有一号弹簧(12)，两个所述一号弹簧(12)互相远离的一侧均固定安装有内齿环(13)，所述内齿环(13)的内表面与滑动杆(6)的外表面滑动连接，所述内齿环(13)和外齿环(10)之间滑动连接。6.根据权利要求3所述的一种人体姿态、行为识别装置，其特征在于：所述滑动杆(6)的外表面固定安装有安装板(14)，所述安装板(14)的一侧固定安装有刮刷(25)，所述安装板(14)的另一侧转动安装有支撑板(15)，所述支撑板(15)的一侧固定安装有填充盒(16)，所述填充盒(16)的一侧固定安装有清洁海绵(17)。7.根据权利要求6所述的一种人体姿态、行为识别装置，其特征在于：所述填充盒(16)的内部开设有通孔(18)，所述填充盒(16)的另一侧滑动安装有封闭杆(19)，所述封闭杆(19)的一端延伸至填充盒(16)的内部，所述封闭杆(19)的外表面固定安装有延伸板(20)。8.根据权利要求7所述的一种人体姿态、行为识别装置，其特征在于：所述封闭杆(19)的另一端固定安装有拉伸板(21)，所述拉伸板(21)与填充盒(16)之间固定安装有二号弹簧(22)，所述拉伸板(21)的一侧固定安装有两个拉伸条(23)，所述拉伸条(23)的一侧贯穿支撑板(15)并延伸支撑板(15)的外部，所述填充盒(16)的外表面固定安装有填料口(24)。

技术总结
本发明涉及人像采集技术领域，具体公开了一种人体姿态、行为识别装置及其姿态、行为识别方法，包括：安装座，所述安装座的顶部转动安装有机外壳，所述机外壳的内腔固定安装有采集机构，所述机外壳内腔的顶部和底部均开设有内滑动槽，所述机外壳的外表面开设有两个外滑动槽；本发明通过构建人体特征三维模型并进行动态跟踪识别,再根据三维模型的具体信息实现人体动作识别，提高了人体动作识别的效率和准确性，同时拉动控制框，清洁海绵会贴向采集机构表面，然后反向拉动控制框，刮刷贴向采集机构的表面，从而使内部采集机构用来采集图像的位置可以保证有效的清洁程度，进一步的保证对人体姿态进行识别时的准确度。体姿态进行识别时的准确度。体姿态进行识别时的准确度。


技术研发人员：郭琛
受保护的技术使用者：大连交通大学
技术研发日：2023.04.18
技术公布日：2023/7/12