无标记动作捕捉系统是一种利用计算机视觉、深度学习等技术,无需在人体上粘贴标记物,就能捕捉和分析人体运动的系统。
计算机视觉:捕捉动作的“眼睛”
无标记动作捕捉系统的基础构建于计算机视觉技术。分布在诊疗空间的多个摄像头,如同全方位值守的眼睛,以每秒数十帧的速度,从不同角度采集人体运动视频。这些视频进入系统后,计算机视觉算法开始进行“解构”工作。算法利用边缘检测、轮廓识别等技术,从复杂背景中分离出人体轮廓,进而确定肢体位置。通过深度学习算法对海量人体姿态数据的学习,系统能够精准定位关节点,即便是帕金森患者手部毫米级的震颤位移,也能被精确捕捉,为疾病的早期诊断与病情监测提供量化依据。
深度学习:解读动作的“智慧大脑”
深度学习为无标记动作捕捉系统赋予“思考”能力。系统在部署前,会收集涵盖不同年龄、性别、体态人群的海量运动数据,构建深度学习模型。模型通过反复“学习”,掌握人体在正常运动与病理状态下的动作特征。当康复患者进行训练时,模型会实时分析其动作视频,不仅能识别出动作类型,还能判断动作的规范性。例如,在膝关节康复训练中,模型可对比标准动作轨迹,及时发现患者膝关节屈伸角度不足等问题,帮助康复师调整训练计划,使康复训练更具针对性和科学性。
关键点检测:锁定动作的关键
人体运动由数百个关节协同完成,而关键点检测技术能精准定位关键节点。无标记动作捕捉系统系统基于人体解剖学结构,选取肩、肘、腕、髋、膝、踝等二十余个关键关节点作为追踪目标。通过建立三维空间坐标系,系统持续记录这些关键点的空间坐标,以数学模型重建人体运动姿态。在脊柱侧弯的诊断中,医生可通过分析脊柱关节点的偏移数据,直观判断侧弯程度与发展趋势,为制定个性化治疗方案提供精确数据支持。
多摄像头融合:全方位捕捉动作
单摄像头视角存在局限性,多摄像头融合技术有效弥补了这一缺陷。多个摄像头以特定角度分布,对人体运动进行全方位拍摄,收集到的图像数据包含不同视角的细节信息。无标记动作捕捉系统利用图像配准技术,将各摄像头采集的图像统一到同一坐标系下,消除视角差异造成的误差。在多人康复训练场景中,该技术能够同时追踪多名患者的动作,准确区分个体动作数据,避免数据混淆,为康复效果评估提供全面、准确的信息。
无标记动作捕捉系统通过计算机视觉、深度学习、关键点检测及多摄像头融合等技术的协同运作,突破传统医疗检测的局限。它为疾病诊断带来量化依据,为康复治疗提供精准指导。
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