基于关节角度和DTW的太极拳视频配准方法

作     者：叶松涛 文雪琴 YE Song-tao;WEN Xue-Qin

作者机构：湘潭大学计算机学院湖南湘潭411105 

出 版 物：《计算技术与自动化》 (Computing Technology and Automation)

年 卷 期：2020年第39卷第1期

页      面：117-122页

学科分类：08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 0802[工学-机械工程] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(61802327) 湖南省自然科学基金资助项目(2018JJ3511) 

主　　题：太极拳 视频配准 时间序列 动态时间规整 指数平滑法 

摘      要：太极拳视频配准是实现太极拳线上教学的首要问题。为实现太极拳视频的自动配准,提出了一种基于关节角度和DTW算法的太极拳视频配准方法。该方法主要利用人体关节角度消除太极拳视频背景的干扰和不同太极拳视频中人体大小不同的影响,并利用动态时间规整(DTW)算法对不同时间点的视频帧进行配准。在该方法中,首先计算出练习者动作视频中关节角度的时间序列,并使用指数平滑法消除时间序列中存在的误差;然后利用上下帧之间的人体关节角度差分割时间序列;最后利用DTW算法求分割后得到的时间序列与标准动作视频中对应的时间序列之间的距离,即可得到练习者与标准动作之间的匹配度。实验结果表明:该方法中的指数平滑法对太极拳视频配准的精度有较大影响,以及如果用欧几里得距离替换DTW算法将会较大的降低配准精度。并且该方法在太极拳视频配准上与基于SIFT特征的方法相比,配准精度更高,达到81.21%。