基于Kinect的健身动作识别与评价
Fitness Movement Recognition and Evaluation Based on Kinect
DOI: 10.12677/CSA.2018.87125, PDF,  被引量    科研立项经费支持
作者: 王 怡, 朱晓文, 曲成璋*:武汉商学院信息工程学院,湖北 武汉
关键词: KNN算法静态动作分类骨骼数据标准化评分KNN Static Action Classification Skeleton Data Standardized Score
摘要: 随着健康问题越来越受到人们的重视,运动健身越来越被广大人民所接受。如何更有效的运动健身并合理减少身体伤害,是现今科学健身运动的研究热点之一。本文利用Kinect收集健身动作数据,对动作进行自动分类,与标准动作进行比对评分,计算出易受伤程度。具体的,首先通过对骨架点的收集和预处理,从骨架点数据中提取特征值,计算权重并对特征值归一化,得到健身动作的动作测试数据集和模板数据集。通过KNN算法对测试数据进行分类与识别,得到测试动作的分类结果。对应分类结果,利用评价和易受伤害计算模型,最终得到健身动作的评分和建议。实验表明,提取的骨架数据特征对所有动作识别仅配合微调的KNN算法就能有较好的效果,并比神经网络算法更具有广泛性。动作评价和易受伤分析可以减少运动伤害,提高健身运动趣味性。
Abstract: As health issue enrolling a more important role in daily life, sports and fitness movements are accepted increasingly by the majority of people. How to exercise more effectively and reduce physical injuries reasonably is one of the hottest researches in the current scientific fitness movement. In this paper, we use Kinect to collect fitness movement data, then automatically classify the movements, and compare them with standard movements to calculate the degree of vulnerability. Specifically, we collect and preprocess the skeleton data of person’s movements first, and then we extract the feature and normalize the weight to form a representative feature among all movements. Second, we classify all the movements by little tuned KNN algorithm, and form the movement’s template model by similarity calculation. Third, we evaluate the movements based on the identified template and the injury model to guide the performance of movement. The experiments show the features we extract for all movements can represent the movement well that only little tuned KNN algorithm can get a competitive recognition result. We has compared neural net algorithm and KNN that the former is less generalized than the latter. The score and suggestion of fitness movement can reduce sports injuries and improve the enjoyment of fitness sports.
文章引用:王怡, 朱晓文, 曲成璋. 基于Kinect的健身动作识别与评价[J]. 计算机科学与应用, 2018, 8(7): 1134-1145. https://doi.org/10.12677/CSA.2018.87125

参考文献

[1] 梁修容, 杨正益. 基于聚类和SVM的数据分类方法与实验研究[J]. 西南师范大学学报(自然科学版), 2018, 43(3): 91-96.
[2] 顾蒙蒙. 基于KNN算法的跑步姿态监测与识别[D]: [硕士学位论文]. 上海: 东华大学, 2017.
[3] 焦李成, 杨淑媛, 刘芳, 王士刚, 冯志玺. 神经网络七十年:回顾与展望[J]. 计算机学报, 2016, 39(0): 1697-1716.
[4] Liu, L., Wu, X., Wu, L., et al. (2012) Static Human Gesture Grading Based on Kinect. 5th Internation-al Congress on Image and Signal Processing, 1390-1393.
[5] 李红波, 李双生, 孙舶源. 基于Kinect骨骼数据的人体动作姿势识别方法[J]. 计算机工程与设计, 2016, 37(4): 969-975.
[6] 辛义忠, 邢志飞. 基于Kinect的人体动作识别方法[J]. 计算机工程与设计, 2016, 37(4): 1056-1061.
[7] 王枭. 基于改进KNN算法的二手房评估[D]: [硕士学位论文]. 哈尔滨: 哈尔滨商业大学, 2017.
[8] 李博, 郭琛, 任慧. 基于加权K近邻算法的抽象画图像情感分布预测[J]. 中国传媒大学学报(自然科学版), 2018, 25(1): 36-40.
[9] 黄贤英, 熊李媛, 刘英涛, 李沁东. 基于类别特征改进的KNN短文本分类算法[J]. 计算机工程与科学, 2018, 40(1): 148-154.
[10] 黄文明, 莫阳. 基于文本加权KNN算法的中文垃圾短信过滤[J]. 计算机工程, 2017, 43(3): 193-199.
[11] 邵丽. 基于关联规则的运动损伤风险评估仿真[J]. 现代电子技术, 2018(10): 172-174, 178.
[12] 李少聪, 马德, 李少琼. 基于大数据的运动损伤程度评估模型[J]. 现代电子技术, 2018, 41(6): 183-186.
[13] 李少聪, 马德, 李少琼. 运动损伤与运动强度的关系建模仿真分析[J]. 现代电子技术, 2017, 40(24): 37-39.
[14] 郑中华. 基于肢体动作的人体姿态识别研究[D]: [硕士学位论文]. 西安: 西安工业大学, 2015.
[15] 朱国刚, 曹林. 基于Kinect传感器骨骼信息的人体动作识别[J]. 计算机仿真, 2014, 31(12): 329-333, 345.
[16] 矫玮, 等. 运动损伤学双语教程[M]. 北京: 北京体育大学出版社, 35-42.
[17] 朱金宁, 李红娟. 青少年运动损伤与体质内因相关性分析[J]. 武汉体育学院学报, 2017, 51(4): 96-100.