申请/专利权人：佛山科学技术学院

申请日：2022-10-14

公开（公告）日：2023-01-17

公开（公告）号：CN115337607B

主分类号：A63B23/12

分类号：A63B23/12;A63B24/00;G16H20/30;G06T7/246

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2023.01.17#授权;2022.12.02#实质审查的生效;2022.11.15#公开

摘要：本发明提供了一种基于计算机视觉的上肢运动康复训练方法，采集康复训练过程中上肢的运动图像，将运动图像进行处理，提取处理后的运动图像中的运动数据，通过运动数据计算并输出康复训练的标准图像，同时发出语音提示。所述方法能够判断康复训练的效果是否达标，无需康复师人工判断，大幅节省人力物力，在康复训练过程中强化肢体的动作数据，提高判断的正确率，通过将患者的肢体图像和标准图像通过计算机视觉技术进行周详对比，保证康复训练过程能够有效推进，同时能够减少训练过程中相关资源的消耗，充分加速患者的上肢康复训练过程。

主权项：1.一种基于计算机视觉的上肢运动康复训练方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：S100，采集康复训练过程中上肢的运动图像；S200，将运动图像进行处理，提取处理后的运动图像中的运动数据；S300，通过运动数据计算并输出康复训练的标准图像，同时发出语音提示；其中，步骤S200中，将运动图像进行处理，提取处理后的运动图像中的运动数据，具体步骤为：S201，读取运动图像，转至S202；S202，将运动图像进行腐蚀，将腐蚀后的运动图像记为第一图像，记第一图像对应的图像矩阵为第一矩阵，转至S203；S203，遍历第一图像中每个像素点的像素值，如果第一图像中出现像素值为255的像素点，转至S204；如果第一图像中没有像素值为255的像素点，转至S205；S204，对第一图像进行开运算，将进行开运算后的第一图像记为第二图像，记第二图像对应的图像矩阵为第二矩阵，将第一矩阵减去第二矩阵得到的矩阵记为第三矩阵，将第三矩阵转化为第三图像，将运动图像更新为第三图像，转至S202；S205，将第一图像作为处理后的运动图像；S206，将所有处理后的运动图像按照采集时间排列构成运动图像序列，通过opencv的blob检测依次提取运动图像序列中每张图像的连通区域，记该连通区域的面积为区域积，将所有图像的区域积作为运动数据；步骤S300中，通过运动数据计算并输出康复训练的标准图像，同时发出语音提示的具体方法为：S301，依次计算运动图像序列中每个图像的像素均值，所述像素均值即图像中所有像素点的像素值的平均值，记运动图像序列中像素均值最大的图像为前位图像，记运动图像序列中像素均值最小的图像为中位图像，以序列MmData储存运动数据，记前位图像的区域积为Im，将序列MmData中的所有元素的值逐个减去Im得到N个数值，对这N个数值取绝对值运算，以这N个数值组成的序列作为析取序列Aos，记Aos中所有元素的平均值为SSA，转至S302；S302，在运动图像序列中以所有区域积的值低于SSA的图像组成的序列作为合取图像序列，在合取图像序列中记像素均值最大的图像为后位图像，在运动图像序列中记前位图像和后位图像之间的图像的数量为M，在运动图像序列中以中位图像的前M个图像和中位图像的后M个图像之间的所有图像构成的序列作为排斥图像序列，计算排斥图像序列中每个图像的上肢映射值，所述图像的上肢映射值为图像中所有像素值非零的像素点的像素值的总和，记排斥图像序列中所有图像的上肢映射值的平均值为Um，计算中位图像的上肢映射值Siom，以运动图像序列中上肢映射值大于Um+Siom的所有图像构成相容图像序列，转至S303；S303，读取标准图像，转至S304；S304，将标准图像进行腐蚀，将腐蚀后的标准图像记为第五图像，记第五图像对应的图像矩阵为第五矩阵，转至S305；S305，遍历第五图像中每个像素点的像素值，如果第五图像中出现像素值为255的像素点，转至S306；如果第五图像中没有像素值为255的像素点，转至S307；S306，对第五图像进行开运算，将进行开运算后的第五图像记为第六图像，记第六图像对应的图像矩阵为第六矩阵，将第五矩阵减去第六矩阵得到的矩阵记为第七矩阵，将第七矩阵转化为第七图像，将标准图像更新为第七图像，转至S304；S307，将第五图像作为处理后的标准图像，记标准图像的区域积为Imis，当相容图像序列中存在区域积低于Imis的图像时，将处理后的标准图像输出到显示器并且播放第一语音；当相容图像序列中不存在区域积低于Imis的图像时，播放第二语音；在步骤S300中，通过运动数据计算并输出康复训练的标准图像，同时发出语音提示的具体方法还包括以下步骤：记相容图像序列中所有图像的像素均值的平均值为Aop，在合取图像序列和排斥图像序列中筛选出像素均值大于Aop的图像，记这些图像的数量为Num，记排斥图像序列中所有图像的数量为Eis，取Seg=MODEisNum，MOD表示取余操作；在排斥图像序列中从第一个图像开始以每Seg张图像为一组将所有图像划分为S组排斥图像子序列；其中，当EisSeg为整数时，S取EisSeg；当EisSeg不为整数时，取S=INTEisSeg+1，INT表示取整操作；以每组排斥图像子序列中的所有图像的区域积的平均值组成的序列作为排斥序列ES，计算图像反斥系数Δ； ； 式中，i为变量，i∈[1,S]，ESi为排斥序列ES中的第i个元素，Aosi为析取序列Aos中的第i个元素；当相容图像序列中存在区域积低于Imis且高于图像反斥系数Δ的图像时，将所述图像输出到显示器并且播放第一语音；当相容图像序列中不存在区域积低于Imis且高于图像反斥系数Δ的图像时，播放第二语音。

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权利要求：

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