CN105999655A - 俯卧撑测试的计数方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种俯卧撑测试的计数方法，其通过在测试区域分别设置具有特定纹路的第一识别区和第二识别区，第一识别区包括第一纹路，第二识别区包括第二纹路；测试中，利用设置于测试区域斜上方的摄像机以一定帧率持续拍摄获取包括测试者、第一纹路和第二纹路在内的测试图像；在自起始帧往后的各帧测试图像中，判定是否第一纹路像素值先在由减小变为增大的过程中其最小值小于低位阈值，接续再在由增大变为减小的过程中其最大值大于高位阈值，若是则通过判定第二纹路的像素值在前述判定期间是否均大于跪姿阈值，若是则计数一次。本发明还提供一种对应的计数系统。实施本发明可实现自助式的俯卧撑测试与计数，测试过程无需人工干涉，提高测试效率。

Description

俯卧撑测试的计数方法及系统

技术领域

本发明涉及图像识别处理技术领域，尤其涉及俯卧撑测试计数的应用。

背景技术

目前，随着社会经济发展、人民对健康认识的提高、以及国际形势的变化，国家对整体国民体质的增强已经提升到战略性的高度。在这个大背景下，迫切需要对全民体质进行更高效、准确的监测。

在国家体育总局群体司于2003年发布的《国民体质测定标准手册及标准(成年人部分)》中，俯卧撑被列入国民体质的测试项目之一。

但是，传统的俯卧撑实施计数方法中，通常有人工计数、红外感应计数以及射频识别计数，但各自存在不足：

1、人工计数方法：存在测试效率不高，且误差率大，长时间的反复性操作也容易造成测试员疲惫，对不规范动作不易察觉等不足，现已较少应用于体质检测。

2、红外感应计数方法：虽然减少了人工操作的弊端，但在具体操作中，其需依靠手动设定最高点和最低点，手动开启计数功能，人机交互体验感仍然不强。

3、射频识别计数方法：测试者必须携带感应卡，利用感应卡感应的距离来实现计数，但该方法要求测试者强制携带感应卡，对测试者来说极其不方便。

因此，面对当代人们生活质量的提高，对体质检测的越发关注，对检测项目的测试精度要求越来越高的情形下，上述提及的俯卧撑测试的计数方法尚不具备良好的测试体验，测试效率仍有待提高。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种俯卧撑测试的计数方法，包括：

S1、在测试区域设置各具有特定纹路的第一识别区和第二识别区，第一识别区为测试过程中测试者上半身所在区域,第二识别区为测试过程中测试者双腿所在区域；在测试区域的斜上方设置摄像机；

S2、利用摄像机以一定帧率持续拍摄包括测试者、第一识别区和第二识别区在内的测试区域图像，得到第一识别区内的第一纹路图像以及第二识别区内的第二纹路图像；

S3、分析自起始帧往后的各帧第一纹路图像，当发现第一纹路图像中纹路的像素值由逐渐减小变化为逐渐增大时，判定该第一纹路图像中纹路的最小像素值是否小于一预设的低位阈值，是则执行步骤S4，否则将第一纹路图像的纹路像素值最小那帧设置为起始帧后重复执行步骤S3；

S4、继续分析后续各帧的第一纹路图像，当发现第一纹路图像中纹路的像素值由逐渐增大又变化为逐渐减小时，判定该第一纹路图像中纹路的最大像素值是否大于一预设的高位阈值，是则执行步骤S5，否则将第一纹路图像的纹路像素值最大那帧设置为起始帧后返回执行步骤S3；

S5、提取自起始帧至第一纹路图像的纹路像素值最大那帧期间所有的第二纹路图像，判定该所有的第二纹路图像中纹路的像素值是否均大于一预设的跪姿阈值，是则计数一次，否则将第一纹路图像的纹路像素值最大那帧设置为起始帧后返回执行步骤S3。

在可选实施例中，步骤S2与S3之间还包括如下步骤，自拍得的第一帧开始提取分析第一纹路图像，当首次发现当前帧第一纹路图像中纹路的像素值小于预设的启动阈值时，将当前帧设为起始帧，计时开始；步骤S3和S4中，提取某帧的第一纹路图像之前，先判定该帧所在时刻相对计时开始时刻是否已达到预设时长，是则结束本次测试，否则继续测试。

在可选实施例中，步骤S3和S4中，若发现当前帧第一纹路图像中纹路的像素值大于预设的启动阈值，则结束本次测试。

在可选实施例中，第一识别区内设置的特定纹路为至少一长线条，该长线条的延伸方向与测试者俯卧方向基本垂直；各步骤中分析的第一纹路图像中纹路的像素值为长线条长度；低位阈值为测试者保持规范的俯卧撑姿势时身体降到最低位摄像机所能拍到的长线条长度的最大值；高位阈值为测试者保持规范的俯卧撑姿势时测试者身体升到最高位摄像机所能拍到的长线条长度的最小值。

在可选实施例中，第二识别区内间隔设置有基本沿着测试者俯卧方向延伸的两定位线条，测试时测试者的双腿分别沿着两定位线条放置，第二识别区设置的特定纹路为至少一短线条，短线条设置在两定位线条之间且延伸方向与测试者俯卧方向基本垂直，步骤S5中判定的第二纹路图像中纹路的像素值为短线条长度，大于一预设的跪姿阈值为任意一条短线条长度均大于零。

本发明还提供一种俯卧撑测试的计数系统，包括：

测试区域，其包括具有特定纹路的第一识别区和第二识别区，第一识别区为测试过程中测试者上半身所在区域，第二识别区为测试过程中测试者双腿所在区域；

摄像机，其设置在测试区域的斜上方，该摄像机以一定帧率持续拍摄包括测试者、第一识别区和第二识别区在内的测试区域图像，得到第一识别区的第一纹路图像以及第二识别区的第二纹路图像；

低位姿态分析模块，其提取并分析自起始帧往后的各帧第一纹路图像，当发现第一纹路图像中纹路的像素值由逐渐减小变化为逐渐增大时，判定第一纹路图像中纹路的最小像素值是否小于一预设的低位阈值，是则启动高位姿态分析模块，否则将第一纹路图像的纹路像素值最小那帧设置为起始帧后继续对后续各帧第一纹路图像中纹路的最小像素值是否小于低位阈值进行判断处理；

高位姿态分析模块，其启动后继续提取并分析后续各帧第一纹路图像，当发现第一纹路图像中纹路的像素值由逐渐增大又变化为逐渐减小时，判定第一纹路图像中纹路的最大像素值是否大于一预设的高位阈值，是则启动跪姿分析模块，否则将第一纹路图像的纹路像素值最大那帧设置为起始帧后启动低位姿态分析模块；

跪姿分析模块，其启动后提取自起始帧至第一纹路图像的纹路像素值最大那帧期间所有的第二纹路图像，判定该所有的第二纹路图像中纹路的像素值是否均大于一预设的跪姿阈值，是则发出计数指令，否则将第一纹路图像的纹路像素值最大那帧设置为起始帧后启动低位姿态分析模块；

计数模块，其接收到跪姿分析模块发出的计数指令后，对俯卧撑测试计数一次。

在可选实施例中，该系统进一步包括：计时模块，其在低位姿态分析模块开始工作前，自拍得的第一帧开始提取分析第一纹路图像，当首次发现当前帧第一纹路图像中的像素值小于预设的启动阈值时，将当前帧设为起始帧，计时开始，后续实时记录当前帧相对计时开始时刻的时长数据；测试结束判定模块，其调取计时模块记录的时长数据，并在低位姿态分析模块和高位姿态分析模块提取某帧的第一纹路图像之前，先判定该帧所对应的时长数据是否已达到预设时长，是则结束本次测试，否则指示低位姿态分析模块或者高位姿态分析模块继续测试。

在可选实施例中，该系统进一步包括临时终止判定模块，其在低位姿态分析模块以及高位姿态分析模块分析当前帧第一纹路图像之前判定当前帧第一纹路图像中纹路的像素值是否大于预设的启动阈值，是则结束本次测试，否则指示低位姿态分析模块或者高位姿态分析模块继续测试。

在可选实施例中，第一识别区内设置的特定纹路为至少一长线条，该长线条的延伸方向与测试者俯卧方向基本垂直；低位姿态分析模块和高位姿态分析模块分析的第一纹路图像中纹路的像素值为长线条长度；低位阈值为测试者保持规范的俯卧撑姿势时身体降到最低位摄像机所能拍到的长线条长度的最大值；高位阈值为测试者保持规范的俯卧撑姿势时测试者身体升到最高位摄像机所能拍到的长线条长度的最小值。

在可选实施例中，第二识别区内间隔设置有基本沿着测试者俯卧方向延伸的两定位线条，测试时测试者的双腿分别沿着两定位线条放置，第二识别区设置的特定纹路为至少一短线条，短线条设置在两定位线条之间且延伸方向与测试者俯卧方向基本垂直，跪姿分析模块判定的第二纹路图像中纹路的像素值为短线条长度，大于一预设的跪姿阈值为任意一条短线条长度均大于零。

实施本发明，能够实现俯卧撑的有效识别与计数，而且，本发明提供给的俯卧撑测试计数系统还能防止用户作弊。俯卧撑测试过程由此实现自动化，减少人工干预，测试效率明显提高，测试者体验感好。

附图说明

图1是本发明提供的一种俯卧撑测试计数方法的流程示意图；

图2是本发明实施例中测试区域示意图；

图3是摄像机拍摄的某帧测试图像局部示意图；

图4是对图3测试图像进行处理后的未被测试者遮挡的线条图像；

图5是本发明提供的一种俯卧撑测试计数系统示意图。

具体实施方式

本发明的实施和应用主要但不限于是在国民体质测定项目中。

在国民体质测定中，俯卧撑测试反映人体上肢、肩背部肌肉力量及持续工作能力。测试时，要求测试者双手撑地，手指向前，双手间距与肩同宽，身体挺直，屈臂使身体平直下降至肩与肘处于同一水平面，然后将身体平直撑起，恢复至预备姿势则为完成1个，并以此类推累计得出俯卧撑的连续个数。其中需注意的是，如果身体未保持平直(如双腿弯曲或触地)或身体未将至肩与肘处于同一水平面，该情况不予计数。

基于对动作的规范定义，本发明运用图像识别处理手段实现俯卧撑的自动识别和计数，无需人工干预。

如图1所示的一种俯卧撑测试的计数方法流程示意图。

步骤S1中，在测试区域设置各具有特定纹路的第一识别区和第二识别区，第一识别区为测试过程中测试者上半身所在区域,第二识别区为测试过程中测试者双腿所在区域；在测试区域的斜上方设置摄像机。

请结合参照如图2，图2是本发明所提供的测试区域示意图。测试区域210包括但并不限于为测试者提供俯卧撑测试。测试区域210内通过设置第一识别区211和第二识别区212，如图中右左所示宽度不同的两矩形区域，分别标示出测试者在测试时上半身及双腿所应放置的位置，第二识别区212不限于与第一识别区211相接。图中，第二识别区212在其宽度W延长方向上较第一识别区211窄，是为区别上半身与双腿的位置，示意俯卧方向。第二识别区212内间隔设置有基本沿着测试者俯卧方向延伸的定位线条2122a和定位线条2122b，示意测试时测试者的双腿分别沿着定位线条2122a和定位线条2122b放置。第一识别区211和第二识别区212内部还包括呈同样直线的条状特定纹路，为方便后续的描述，位于第一识别区211的特定纹路标记为第一纹路2111，位于第二识别区212的特定纹路标记为第二纹路2121。第一纹路2111为至少一长线条，第二纹路2121为至少一设置在定位线条2122a和定位线条2122b之间的短线条，第一纹路2111以及第二纹路2121的延伸方向均与测试者俯卧方向基本垂直，线条的长与短是相对而言。本发明特定纹路其图案不受限制，在可选实施例中，特定纹路还可为均匀分布的曲线、折线、弧线等线状图案，也可以是包括由规则几何图形组成的图案、或是明暗相间的几何图形组合等。

另外，在测试区域210的斜上方一侧，通过设置摄像机(图2中未示出)对第一识别区211和第二识别区212进行图像拍摄。该摄像机的位置优选设置在与测试者俯卧方向基本垂直的一侧，如图2视野所示意的位置。

步骤S2中，利用摄像机以一定帧率持续拍摄包括测试者、第一识别区和第二识别区在内的测试区域图像，得到第一识别区内的第一纹路图像以及第二识别区内的第二纹路图像。

当测试者在图2所示的测试区域210做好俯卧撑测试准备时，可用前述的摄像机对测试者持续做图像拍摄，由于摄像机的拍摄具有特定帧率，因此可得到依时序的若干包括测试者、第一识别区211和第二识别区212的测试图像。图3局部示意出测试者在第一识别区211范围的测试图像。在后续的图像处理步骤中将分析第一纹路2111和第二纹路2121在测试图像中的长度值变化情况，对此识别出测试者的俯卧撑完成个数，将在后面步骤中详述。需说明的是，在测试图像中，长度具体是由若干像素体现，所以本发明所指纹路长度，可等同理解为纹路像素值。

另外，能够有效判断出俯卧撑测试的起始帧，则可提高本发明方法测试的准度。由于上半身是俯卧撑动作的主要实施部位，因此在以下说明中仍请通过参考图2和图3来理解以下说明。

自摄像机开始逐帧拍摄获取测试图像起，实时对获取的第一识别区211中的第一纹路2111进行分析，具体通过分析第一纹路2111的长度值变化。因为测试者的上半身在屈臂下降或撑臂上升过程中，会以不同程度遮挡第一纹路2111，在获得的各帧测试图像中，第一纹路2111将呈现不同长度。在接下来的步骤中，本发明选取其中一条第一纹路2111a作简要说明。首先针对该条第一纹路2111a的像素值(本实施例中表征为长度值)预设一启动阈值。测试者上半身处于第一识别区211，双腿放置在第二识别区212，身体平落，双手撑地，两腿并拢向后伸，前脚掌着地，身体挺直，摄像机自拍得的第一帧开始提取分析所述第一纹路图像,当首次发现当前帧第一纹路图像中第一纹路2111a的像素值(即本实时例中的长度值)小于预设的启动阈值时，即视作测试者正式进入测试状态，将当前帧设为起始帧，测试开始，同时计时开始。

步骤S3中，分析自起始帧往后的各帧第一纹路图像，当发现第一纹路图像中纹路的像素值由逐渐减小变化为逐渐增大时，判定第一纹路图像中纹路的最小像素值是否小于一预设的低位阈值，是则执行步骤S4，否则将第一纹路图像的纹路像素值最小那帧设置为起始帧后重复执行步骤S3。

我们知道，一个完整的俯卧撑包括屈臂下降和撑臂上升的过程。而本发明中，当测试者屈臂下降时，对应地，摄像机持续获取的第一纹路2111a的像素值会呈现逐渐减小态(测试者上半身遮挡第一纹路2111a的程度逐渐增大)；同样，当测试者撑臂上升时，对应地，摄像机持续获取的第一纹路2111a的像素值则会呈现逐渐增大态(测试者上半身遮挡第一纹路2111a的程度逐渐减小)。在本步骤及后续步骤中对第一纹路2111a所作的分析，是对其长度值的分析，但并不应仅限于此。

进一步，在俯卧撑测试中，其屈臂下降要求身体平直下降至肩与肘处于同一水平面，因此本发明预设一个低位阈值，视作测试者达到肩与肘处于同一水平面的判断点。也就是说，低位阈值为测试者保持规范的俯卧撑姿势时身体降到最低位摄像机所能拍到的前述第一纹路2111a的长度最大值。再自起始帧依序对第一纹路2111a做图像处理，当发现第一纹路2111a的长度值存在由逐渐减小变化为逐渐增大的过程时，则进而判定其最小像素值是否小于预设的低位阈值，是则进入步骤S4，若不是，则将长度值最小的那帧设置为起始帧后再重复步骤S3的操作。

步骤S4中，继续分析后续各帧的第一纹路图像，当发现第一纹路图像中纹路的像素值由逐渐增大又变化为逐渐减小时，判定第一纹路图像中纹路的最大像素值是否大于一预设的高位阈值，是则执行步骤S5，否则将第一纹路图像的纹路像素值最大那帧设置为起始帧后返回执行步骤S3。

在俯卧撑测试中，其撑臂上升要求平直撑起至预备姿态为最佳，因此本发明再预设一个高位阈值，视作测试者按照规范俯卧撑姿势时，上半身撑起所能达到的高位判断点。也就是说，高位阈值为测试者保持规范的俯卧撑姿势时测试者身体升到最高位摄像机所能拍到的第一纹路2111a长度的最小值。接续步骤S3，在依序对后续第一纹路2111a做图像处理过程中，当发现第一纹路2111a的长度值存在由逐渐增大变化为逐渐减小时，则进而判定其最大像素值是否大于预设的高位阈值，是则进入步骤S5，若不是，则将最大像素值那帧设置为起始帧后返回步骤S3的操作。

S5、提取自起始帧至第一纹路图像的纹路像素值最大那帧期间所有的第二纹路图像，判定该所有的第二纹路图像中纹路的像素值是否均大于一预设的跪姿阈值，是则计数一次，否则将第一纹路图像的纹路像素值最大那帧设置为起始帧后返回执行步骤S3。

此外，在俯卧撑测试中，其要求测试者在测试时，其双腿与地面始终保持一定距离，不能弯曲或是触地。对此，本发明具体通过第二纹路在测试过程中其长度值的变化来判断，此处所指长度值仍等同理解为第二纹路2121在测试图像中的像素值。本发明所述第二纹路2121，在测试者双腿弯曲或触地时，则会至少有一条纹路被双腿完全遮挡住，无法被摄像机获取到，因此对应预设一跪姿阈值，该跪姿阈值视作测试者发生双腿弯曲或触地的情形，在获得的测试图像中则是至少一条第二纹路2121长度值为零。

本步骤中，通过选取其中一条第二纹路2121用以简要说明。具体为，在前述步骤S3至S4的判断期间，即自起始帧至前述第一纹路2111a的最大长度值那帧期间，只允许第二纹路2121的长度值均大于跪姿阈值(即任意一条短线条的长度均大于零)，才能视作测试者在该期间的俯卧撑动作合格，予以计数一次；如果第二纹路2121的像素值小于预设的跪姿阈值，即自动判定双腿弯曲或触地，此期间的俯卧撑判为无效，不予计数。基于此，本发明可防止测试过程中的作弊现象。

如上所述，本发明能够实现对一个俯卧撑实现自动启动、识别和计数。而测试中，对次数的累计则是本方法所述步骤的重复再现。针对俯卧撑测试的自动结束，本发明分两种情形说明，该两种情形可单独应用也可结合起来应用：

1、针对有规定时间的测试，比如1分钟测试。自起始帧开始计时后，步骤S3和S4中，提取某帧的第一纹路图像之前，先判定该帧所在时刻相对计时开始时刻是否已达到预设的1分钟时长。若是，则停止提取当前帧的第一纹路图像，计时终止，测试结束，并保存已累计的俯卧撑次数；否则继续测试。

2、针对未规定时间的测试。此情况由测试者自行判断是否达到体能极限，并决定是否继续测试。对此，自起始帧开始的测试过程中，持续判定当前帧第一纹路的像素值是否大于启动阈值，若是，则视作测试者有起身动作，计时结束，保存已累计的俯卧撑次数。

在图像处理过程中，有关上述各测试图像中特定纹路的线条长度值的获取，本发明实施例采用如下方法：首先，摄像机在测试前对无测试者在场的测试区域拍摄，获得一模板图像，定位出第一识别区和第二识别区的坐标信息；接着，摄像机在测试过程中持续拍摄测试者在场的测试区域，获得各帧测试图像。然后，在当前帧的图像处理中，根据坐标信息分别提取当前帧测试图像和提前获得的模板图像中线条获得两边缘信息，并将两边缘信息作与运算获得没有被遮挡的线条的边缘信息；最后，对线条的边缘信息填充即可获取当前帧测试图像中线条的长度值，具体实施例中，如对图3中的测试图像进行处理后可得到如图4所示的的未被测试者遮挡的线条图像。

本发明还提供一种采用前述方法的俯卧撑测试计数系统，如图5所示，其包括：

测试区域210：测试区域210包括但并不限于为测试者提供俯卧撑测试。测试区域210内通过设置第一识别区211和第二识别区212，分别标示出测试者上半身及其双腿所应放置的区域。第一识别区211和第二识别区212其布局与图2所示相同，在此不再赘述。请结合参阅图2所示，第二识别区212内间隔设置有基本沿着测试者俯卧方向延伸的定位线条2122a和定位线条2122b，测试时测试者的双腿分别沿着所述定位线条2122a和定位线条2122b放置。其中，第一识别区211内部包括至少一长线条，第二识别区212内部包括位于两定位线条之间的至少一短线条，长线条与短线条的延伸方向均与测试者俯卧方向基本垂直，线条的长与短是相对而言。特定纹路其图案不受限制，在本发明的可选实施例中，特定纹路还可为均匀分布的曲线、折线、弧线等线状图案，也可以是包括由矩形等几何形状组成的图案、或是明暗相间的几何形状图案组合。

摄像机220：其位置如图2视野所示意，其设置在测试区域的斜上方，用于对第一识别区211和第二识别区212进行图像拍摄，其位置优选设置在与测试者俯卧方向基本垂直的一侧。摄像机220以一定帧率持续拍摄包括测试者、第一识别区211和第二识别区212在内的测试图像，得到第一识别区211的第一纹路图像以及第二识别区212的第二纹路图像。

低位姿态分析模块230：在本模块的分析中，第一纹路的长线条长度值仍可等同理解为像素值，但并不限于此。预设一低位阈值，其作用如前方法所述，不再赘述。在本模块的说明中，通过以其中一条第一纹路来做简要说明。本模块接收第一纹路图像，分析自起始帧往后的各帧第一纹路图像，当发现第一纹路图像中纹路的长度值由逐渐减小变化为逐渐增大时，判定该第一纹路图像中纹路的最小长度值是否小于一预设的低位阈值，是则启动高位姿态分析模块，否则将第一纹路图像的纹路像素值最小那帧设置为起始帧后继续对后续各帧第一纹路图像中纹路的最小像素值是否小于低位阈值进行判断处理。

高位姿态分析模块240，其接收低位姿态分析模块发出的启动信号，并在启动后继续提取并分析后续各帧第一纹路图像。预设一高位阈值，其作用如前方法所述，不再赘述。在继续分析后续各帧第一纹路图像过程中，当发现第一纹路图像中纹路的长度值由逐渐增大又变化为逐渐减小时，判定第一纹路图像中纹路的最大长度值是否大于一预设的高位阈值，是则启动跪姿分析模块，否则将第一纹路图像的纹路像素值最大那帧设置为起始帧后启动低位姿态分析模块。

跪姿分析模块250：在本模块的分析中，第二纹路的短线条长度值仍等同理解为像素值，但并不限于此。首先预设跪姿阈值，其作用如前方法所述，不再赘述。在跪姿分析模块250的说明中，通过以第二纹路来做简要说明，当测试者发生双腿弯曲或触地，至少一条第二纹路长度值为零。跪姿分析模块250接收高位姿态分析模块发来的启动信号后启动，其启动后提取自起始帧至前述第一纹路图像的纹路长度值最大那帧期间所有的第二纹路图像，判定该所有的第二纹路图像中纹路的长度值是否均大于一预设的跪姿阈值，是则发出计数指令，否则将第一纹路图像的纹路长度值最大那帧设置为起始帧后启动低位姿态分析模块对后续各帧第一纹路图像继续分析。

计数模块260：其接收由跪姿分析模块250发出的计数指令后，对俯卧撑测试计数一次。

同样，本系统能够实现对一个俯卧撑动作实现自动识别和计数。测试中，对次数的累计则仅需本系统相关模块重复运行即可，即重复低位姿态分析模块、高位姿态分析模块对第一纹路的处理，以及跪姿分析模块对第二纹路的处理，对计数模块的计数进行累计。

另外，本系统针对测试的自动启动和结束，进一步包括：

计时模块：其在低位姿态分析模块开始工作前，自摄像机拍得的第一帧开始提取分析所述第一纹路图像，当首次发现当前帧第一纹路图像中的长度值小于预设的启动阈值时，将当前帧设为起始帧，计时开始，后续实时记录当前帧相对计时开始时刻的时长数据。

自动结束分两种情形，该两种情形可单独应用也可结合起来应用：

第一种，针对有规定时间的测试，比如1分钟测试。系统还包括一测试结束判定模块，其调取所述计时模块记录的时长数据，并在低位姿态分析模块和高位姿态分析模块提取某帧第一纹路图像之前，先判定该帧所对应的时长数据是否已达到预设时长，是则结束本次测试，否则指示所述低位姿态分析模块或者所述高位姿态分析模块继续测试。

第二种，针对未规定时间的测试。此情况由测试者自行判断是否达到体能极限，并决定是否继续测试。系统还包括一临时终止判定模块，其在低位姿态分析模块和高位姿态分析模块分析当前帧第一纹路图像之前判定当前帧第一纹路图像中纹路的像素值是否大于预设的启动阈值，是则结束本次测试，否则指示所述低位姿态分析模块或者所述高位姿态分析模块继续测试。

基于上述方法和系统，本发明所实现的俯卧撑的自助测试，可减少人工成本，提高测试效率，给测试者良好的测试体验。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种俯卧撑测试的计数方法，其特征在于，包括步骤：

S1、在测试区域设置各具有特定纹路的第一识别区和第二识别区，所述第一识别区为测试过程中测试者上半身所在区域,所述第二识别区为测试过程中测试者双腿所在区域；在所述测试区域的斜上方设置摄像机；

S2、利用所述摄像机以一定帧率持续拍摄包括测试者、第一识别区和第二识别区在内的测试区域图像，得到第一识别区内的第一纹路图像以及第二识别区内的第二纹路图像；

S3、分析自起始帧往后的各帧第一纹路图像，当发现第一纹路图像中纹路的像素值由逐渐减小变化为逐渐增大时，判定所述第一纹路图像中纹路的最小像素值是否小于一预设的低位阈值，是则执行步骤S4，否则将第一纹路图像的纹路像素值最小那帧设置为起始帧后重复执行步骤S3；

S4、继续分析后续各帧的第一纹路图像，当发现第一纹路图像中纹路的像素值由逐渐增大又变化为逐渐减小时，判定所述第一纹路图像中纹路的最大像素值是否大于一预设的高位阈值，是则执行步骤S5，否则将第一纹路图像的纹路像素值最大那帧设置为起始帧后返回执行步骤S3；

S5、提取自起始帧至第一纹路图像的纹路像素值最大那帧期间所有的第二纹路图像，判定该所有的第二纹路图像中纹路的像素值是否均大于一预设的跪姿阈值，是则计数一次，否则将第一纹路图像的纹路像素值最大那帧设置为起始帧后返回执行步骤S3。

2.如权利要求1所述的俯卧撑测试的计数方法，其特征在于，步骤S2与S3之间还包括如下步骤，自拍得的第一帧开始提取分析所述第一纹路图像，当首次发现当前帧第一纹路图像中纹路的像素值小于预设的启动阈值时，将当前帧设为起始帧，计时开始；步骤S3和S4中，提取某帧的第一纹路图像之前，先判定该帧所在时刻相对计时开始时刻是否已达到预设时长，是则结束本次测试，否则继续测试。

3.如权利要求1所述的俯卧撑测试的计数方法，其特征在于，步骤S3和S4中，若发现当前帧第一纹路图像中纹路的像素值大于预设的启动阈值，则结束本次测试。

4.如权利要求1所述的俯卧撑测试的计数方法，其特征在于，所述第一识别区内设置的特定纹路为至少一长线条，该长线条的延伸方向与测试者俯卧方向基本垂直；各步骤中分析的第一纹路图像中纹路的像素值为长线条长度；所述低位阈值为测试者保持规范的俯卧撑姿势时身体降到最低位摄像机所能拍到的长线条长度的最大值；所述高位阈值为测试者保持规范的俯卧撑姿势时测试者身体升到最高位摄像机所能拍到的长线条长度的最小值。

5.如权利要求1所述的俯卧撑测试的计数方法，其特征在于，所述第二识别区内间隔设置有基本沿着测试者俯卧方向延伸的两定位线条，测试时测试者的双腿分别沿着所述两定位线条放置，所述第二识别区设置的特定纹路为至少一短线条，所述短线条设置在两定位线条之间且延伸方向与测试者俯卧方向基本垂直，步骤S5中判定的第二纹路图像中纹路的像素值为短线条长度，所述大于一预设的跪姿阈值为任意一条短线条的长度均大于零。

6.一种俯卧撑测试的计数系统，其特征在于，包括：

测试区域，其包括具有特定纹路的第一识别区和第二识别区，所述第一识别区为测试过程中测试者上半身所在区域，所述第二识别区为测试过程中测试者双腿所在区域；

摄像机，其设置在所述测试区域的斜上方，该摄像机以一定帧率持续拍摄包括测试者、第一识别区和第二识别区在内的测试区域图像，得到第一识别区的第一纹路图像以及第二识别区的第二纹路图像；

低位姿态分析模块，其提取并分析自起始帧往后的各帧第一纹路图像，当发现第一纹路图像中纹路的像素值由逐渐减小变化为逐渐增大时，判定所述第一纹路图像中纹路的最小像素值是否小于一预设的低位阈值，是则启动高位姿态分析模块,否则将第一纹路图像的纹路像素值最小那帧设置为起始帧后继续对后续各帧第一纹路图像中纹路的最小像素值是否小于低位阈值进行判断处理；

高位姿态分析模块，其启动后继续提取并分析后续各帧第一纹路图像，当发现第一纹路图像中纹路的像素值由逐渐增大又变化为逐渐减小时，判定所述第一纹路图像中纹路的最大像素值是否大于一预设的高位阈值，是则启动跪姿分析模块，否则将第一纹路图像的纹路像素值最大那帧设置为起始帧后启动低位姿态分析模块；

跪姿分析模块，其启动后提取自起始帧至第一纹路图像的纹路像素值最大那帧期间所有的第二纹路图像，判定该所有的第二纹路图像中纹路的像素值是否均大于一预设的跪姿阈值，是则发出计数指令，否则将第一纹路图像的纹路像素值最大那帧设置为起始帧后启动低位姿态分析模块；

计数模块，其接收到所述跪姿分析模块发出的计数指令后，对俯卧撑测试计数一次。

7.如权利要求6所述的俯卧撑测试的计数系统，其特征在于，该系统进一步包括：

计时模块，其在所述低位姿态分析模块开始工作前，自拍得的第一帧开始提取分析所述第一纹路图像，当首次发现当前帧第一纹路图像中的像素值小于预设的启动阈值时，将当前帧设为起始帧，计时开始，后续实时记录当前帧相对计时开始时刻的时长数据；

测试结束判定模块，其调取所述计时模块记录的时长数据，并在所述低位姿态分析模块和高位姿态分析模块提取某帧第一纹路图像之前，先判定该帧所对应的时长数据是否已达到预设时长，是则结束本次测试，否则指示所述低位姿态分析模块或者所述高位姿态分析模块继续测试。

8.如权利要求6所述的俯卧撑测试的计数系统，其特征在于，该系统进一步包括临时终止判定模块，其在所述低位姿态分析模块以及所述高位姿态分析模块分析当前帧第一纹路图像之前判定当前帧第一纹路图像中纹路的像素值是否大于预设的启动阈值，是则结束本次测试,否则指示所述低位姿态分析模块或者所述高位姿态分析模块继续测试。

9.如权利要求6所述的俯卧撑测试的计数系统，其特征在于，所述第一识别区内设置的特定纹路为至少一长线条，该长线条的延伸方向与测试者俯卧方向基本垂直；所述低位姿态分析模块和高位姿态分析模块分析的第一纹路图像中纹路的像素值为长线条长度；所述低位阈值为测试者保持规范的俯卧撑姿势时身体降到最低位摄像机所能拍到的长线条长度的最大值；所述高位阈值为测试者保持规范的俯卧撑姿势时测试者身体升到最高位摄像机所能拍到的长线条长度的最小值。

10.如权利要求6所述的俯卧撑测试的计数系统，其特征在于，所述第二识别区内间隔设置有基本沿着测试者俯卧方向延伸的两定位线条，测试时测试者的双腿分别沿着所述两定位线条放置，所述第二识别区设置的特定纹路为至少一短线条，所述短线条设置在两定位线条之间且延伸方向与测试者俯卧方向基本垂直，所述跪姿分析模块判定的第二纹路图像中纹路的像素值为短线条长度，所述大于一预设的跪姿阈值为任意一条短线条长度均大于零。