CN107592483B - 一种智能辅助学习系统及方法 - Google Patents

Abstract

一种智能辅助学习系统及方法，其中智能辅助学习系统包括：设置在练习者前面的第一显示器；设置在练习者后面的第二显示器；佩戴在练习者身上的遥控器；影像采集器，跟随遥控器的转动而进行转动，使得影像采集器一直聚焦在练习者身上，以用于获取练习者根据教学视频同步学习的影像数据；以及处理器，实时接收影像采集器获取的影像数据，通过对影像数据的处理获得练习者的人物影像，并在第一显示器和第二显示器上播放，同时在第一显示器和第二显示器上播放教学视频，本发明的智能辅助学习系统及方法可使练习者能够非常直观的看到自己的动作和教练的区别，从而准确调整自己的动作，且使练习者不论处在何种角度都可以即时观察自己的练习状态。

Description

一种智能辅助学习系统及方法

技术领域

本发明涉及通讯装置及通信领域，具体涉及一种智能辅助学习系统及方法。

背景技术

近年来，为了满足人们学习的需要，市场上涌入各种各样的视频录像以供人们自主学习健身课目，比如，舞蹈、瑜伽、太极拳等。然而，当人们在跟着视频学习动作的时候，练习者本人很难判断自己的动作是否标准，此时通常需要有人陪在练习者旁边帮助矫正动作。这样不仅大大浪费了人力，而且也给练习者带来很大不便。

专利CN205307737U公开了一种基于RGB-D图像的太极拳智能辅助训练系统，该专利需要单独使用者在使用该辅助训练系统时身穿专用训练服，这样对于训练者来说，不太方便，而且该专利不能随着练习者的转动而实时显示练习者的练习状态，因此，该系统对于练习者来说存在很大限制。

发明内容

本发明为了解决现有技术存在的上述问题，提供了一种练习者不论处在何种角度都可以即时观察自己的练习状态，从而更好地帮助练习者练习的智能辅助学习系统及方法。

实现上述目的，本发明提供了一种智能辅助学习系统，包括：

设置在练习者前面的第一显示器；

设置在练习者后面的第二显示器；

佩戴在练习者身上的遥控器；

影像采集器，用于跟随遥控器的转动而进行转动，使得影像采集器一直聚焦在练习者身上，以用于获取练习者根据教学视频同步学习的影像数据；以及

处理器，用于实时接收影像采集器获取的影像数据，通过对影像数据的处理获得练习者的人物影像，并在第一显示器和第二显示器上播放，同时在第一显示器和第二显示器上播放教学视频。

作为本发明的进一步优选方案，所述处理器中通过对影像数据的处理获得练习者的人物影像具体包括：

将影像采集器获取的初始背景数据设为0；

将影像采集器获取的练习者在练习时的影像数据中与背景相同的部分设为0，不一样的部分数据设为1；

将上述影像数据和初始背景数据进行逻辑加运算，所述逻辑加运算的规则为：0+0=0，0+1=1；

通过逻辑加运算获取所有1的数据形成上述人物影像。

作为本发明的进一步优选方案，所述处理器还包括：

用于当遥控器跟随练习者的运动而转动的角度大于180度时，关闭第一显示器播放，同时保持第二显示器播放；否则保持第一显示器播放，同时关闭第二显示器播放。

作为本发明的进一步优选方案，所述遥控器上设有用于练习者输入的快慢进、快慢退、回放和暂停功能键，以使练习者方便调整学习的节奏。

作为本发明的进一步优选方案，所述练习者的人物影像和教学视频中的教练影像呈横向或纵向显示在第一显示器和/或第二显示器上。

作为本发明的进一步优选方案，所述遥控器佩戴在练习者手腕上。

本发明还提供一种智能辅助学习方法，包括以下步骤：

影像采集器跟随遥控器的转动而进行转动，使得影像采集器一直聚焦在练习者身上，以用于获取练习者根据教学视频同步学习的影像数据，所述遥控器佩戴在练习者身上；

处理器实时接收影像采集器获取的影像数据，通过对影像数据的处理获得练习者的人物影像，并在第一显示器和第二显示器上播放，同时在第一显示器和第二显示器上播放教学视频，所述第一显示器设置在练习者前面，第二显示器设置在练习者后面。

作为本发明的进一步优选方案，所述通过对影像数据的处理获得练习者的人物影像具体包括：

将影像采集器获取的初始背景数据设为0；

将影像采集器获取的练习者在练习时的影像数据中与背景相同的部分设为0，不一样的部分数据设为1；

将上述影像数据和初始背景数据进行逻辑加运算，所述逻辑加运算的规则为：0+0=0，0+1=1；

通过逻辑加运算获取所有1的数据形成上述人物影像。

作为本发明的进一步优选方案，所述方法还包括：

用于当遥控器跟随练习者的运动而转动的角度大于180度时，关闭第一显示器播放，同时保持第二显示器播放；否则保持第一显示器播放，同时关闭第二显示器播放。

作为本发明的进一步优选方案，所述练习者的人物影像和教学视频中的教练影像呈横向或纵向显示在第一显示器和/或第二显示器上。

本发明的智能辅助学习系统，通过包括：设置在练习者前面的第一显示器；设置在练习者后面的第二显示器；佩戴在练习者身上的遥控器；影像采集器，用于跟随遥控器的转动而进行转动，使得影像采集器一直聚焦在练习者身上，以用于获取练习者根据教学视频同步学习的影像数据；以及处理器，用于实时接收影像采集器获取的影像数据，通过对影像数据的处理获得练习者的人物影像，并在第一显示器和第二显示器上播放，同时在第一显示器和第二显示器上播放教学视频，使练习者能够非常直观的看到自己的动作和教练的区别，从而准确调整自己的动作，且通过影像采集器的跟随转动以及设置在练习者前面的第一显示器的播放、设置在练习者后面的第二显示器的播放，使练习者不论处在何种角度都可以即时观察自己的练习状态，从而大大提高了练习者的使用体检。

本发明的智能辅助学习方法，通过包括步骤：影像采集器跟随遥控器的转动而进行转动，使得影像采集器一直聚焦在练习者身上，以用于获取练习者根据教学视频同步学习的影像数据，所述遥控器佩戴在练习者身上；处理器实时接收影像采集器获取的影像数据，通过对影像数据的处理获得练习者的人物影像，并在第一显示器和第二显示器上播放，同时在第一显示器和第二显示器上播放教学视频，所述第一显示器设置在练习者前面，第二显示器设置在练习者后面，使练习者能够非常直观的看到自己的动作和教练的区别，从而准确调整自己的动作，且通过影像采集器的跟随转动以及设置在练习者前面的第一显示器的播放、设置在练习者后面的第二显示器的播放，使练习者不论处在何种角度都可以即时观察自己的练习状态，从而大大提高了练习者的使用体检。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明智能辅助学习系统提供的一实例的结构示意图；

图2为本发明智能辅助学习系统提供的一实施例的结构框图；

图3为本发明智能辅助学习方法提供的一实施例的方法流程图；

图4为本发明智能辅助学习方法提供的一实施例的局部方法流程图。

图中：1、影像采集器，2、处理器，3、第一显示器，4、练习者，5、遥控器，6、第二显示器，7、教练影像，8、练习者的人物影像。

本发明目的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

图1为本发明智能辅助学习系统提供的一实例的结构示意图，图2为本发明智能辅助学习系统提供的一实施例的结构框图，如图1、图2所示，智能辅助学习系统包括：

设置在练习者4前面的第一显示器3；

设置在练习者4后面的第二显示器6；

佩戴在练习者4身上的遥控器5；

影像采集器1，用于跟随遥控器5的转动而进行转动，使得影像采集器1一直聚焦在练习者4身上，以用于获取练习者4根据教学视频同步学习的影像数据；以及

处理器2，用于实时接收影像采集器1获取的影像数据，通过对影像数据的处理获得练习者的人物影像8，并在第一显示器3和第二显示器6上播放，同时在第一显示器3和第二显示器6上播放教学视频。

可以理解的是，上述设置在练习者4前面的第一显示器3；以及设置在练习者4后面的第二显示器6，其中所提到的练习者4前面、练习者4后面均是以练习者4初次站立位置为参考而言，因此，当练习者4当练习的时候转身180度，此时先前位于练习者4后面的第二显示器6位于练习者4的前面，此时便于练习者4通过第二显示器6上播放的视频以及人物影像观看自己的联系状态。

具体实施中，所述处理器2中通过对影像数据的处理获得练习者的人物影像8具体包括：

将影像采集器1获取的初始背景数据设为0；

将影像采集器1获取的练习者4在练习时的影像数据中与背景相同的部分设为0，不一样的部分数据设为1；

将上述影像数据和初始背景数据进行逻辑加运算，所述逻辑加运算的规则为：0+0=0，0+1=1；

通过逻辑加运算获取所有1的数据形成上述人物影像。

在此需说明的是，上述初始背景是指练习者4站在影像采集器1（具体可为影像采集器1的镜头）可拍摄到的范围外，此时拍摄的一张练习者4所处环境的背景图；而上述影像数据是指练习者4站在影像采集器1（具体可为影像采集器1的镜头）可拍摄到的范围内所拍摄的图像。

由于练习者4练习时，可能会向后转身，优选地，在保证练习者4不论处在何种角度（例如，向后转身180度）都可以即时观察自己的练习状态的前提下，为了进一步节省设备利用率以及节省经济成本，所述处理器2还包括：

用于当遥控器5跟随练习者4的运动而转动的角度大于180度时，关闭第一显示器3播放，同时保持第二显示器6播放；否则保持第一显示器3播放，同时关闭第二显示器6播放。

优选地，所述遥控器5上设有用于练习者4输入的快慢进、快慢退、回放和暂停功能键，这样处理器2当接收到练习者4输入的上述信息后控制第一显示器3和/或第二显示器6播放的教学视频，以使练习者4方便调整学习的节奏。具体实施中，为了方便练习者4携带，所述遥控器5佩戴在练习者4手腕上。

优选地，所述练习者的人物影像8和教学视频中的教练影像7呈横向或纵向显示在第一显示器3和/或第二显示器6上，例如，如图1所示，练习者的人物影像8和教学视频中的教练影像7呈横向显示在第一显示器3和第二显示器6上，而练习者的人物影像8和教学视频中的教练影像7呈纵向显示在第一显示器3和/或第二显示器6上的这种实现方式虽然没有在附图中表示，但其属于本实施例的保护范围。以上显示方式可使练习者4对照视频学习的影像同原版教学视频的影像相对应，具有易学性，教学性和趣味性，从而不仅可以纠正学习者的动作错误，提高其自学效率，而且可以减少学习者的学习成本。

图3为本发明智能辅助学习方法提供的一实施例的方法流程图，如图3所示，智能辅助学习方法包括以下步骤：

步骤31、影像采集器跟随遥控器的转动而进行转动，使得影像采集器一直聚焦在练习者身上，以用于获取练习者根据教学视频同步学习的影像数据，所述遥控器佩戴在练习者身上；

步骤32、处理器实时接收影像采集器获取的影像数据，通过对影像数据的处理获得练习者的人物影像，并在第一显示器和第二显示器上播放，同时在第一显示器和第二显示器上播放教学视频，所述第一显示器设置在练习者前面，第二显示器设置在练习者后面。

可以理解的是，上述设置在练习者前面的第一显示器；以及设置在练习者后面的第二显示器，其中所提到的练习者前面、练习者后面均是以练习者初次站立位置为参考而言，因此，当练习者当练习的时候转身180度，此时先前位于练习者后面的第二显示器位于练习者的前面，此时便于练习者通过第二显示器上播放的视频以及人物影像观看自己的联系状态。

具体实施中，如图4所示，所述通过对影像数据的处理获得练习者的人物影像具体包括以下步骤：

步骤41、将影像采集器获取的初始背景数据设为0；

步骤42、将影像采集器获取的练习者在练习时的影像数据中与背景相同的部分设为0，不一样的部分数据设为1；

步骤43、将上述影像数据和初始背景数据进行逻辑加运算，所述逻辑加运算的规则为：0+0=0，0+1=1；

步骤44、通过逻辑加运算获取所有1的数据形成上述人物影像。

在此需说明的是，上述初始背景是指练习者站在影像采集器（具体可为影像采集器的镜头）可拍摄到的范围外，此时拍摄的一张练习者所处环境的背景图；而上述影像数据是指练习者站在影像采集器（具体可为影像采集器的镜头）可拍摄到的范围内所拍摄的图像。

由于练习者练习时，可能会向后转身，优选地，在保证练习者不论处在何种角度（例如，向后转身180度）都可以即时观察自己的练习状态的前提下，为了进一步节省设备利用率以及节省经济成本，所述方法还包括：

用于当遥控器跟随练习者的运动而转动的角度大于180度时，关闭第一显示器播放，同时保持第二显示器播放；否则保持第一显示器播放，同时关闭第二显示器播放。

优选地，所述遥控器上设有用于练习者输入的快慢进、快慢退、回放和暂停功能键，这样处理器当接收到练习者输入的上述信息后控制第一显示器和/或第二显示器播放的教学视频，以使练习者方便调整学习的节奏。具体实施中，为了方便练习者携带，所述遥控器佩戴在练习者手腕上。

优选地，所述练习者的人物影像和教学视频中的教练影像呈横向或纵向显示在第一显示器和/或第二显示器上，这样可使练习者对照视频学习的影像同原版教学视频的影像相对应，具有易学性，教学性和趣味性，从而不仅可以纠正学习者的动作错误，提高其自学效率，而且可以减少学习者的学习成本。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域熟练技术人员应当理解，这些仅是举例说明，可以对本实施方式做出多种变更或修改，而不背离本发明的原理和实质，本发明的保护范围仅由所附权利要求书限定。

Claims (8)

1.一种智能辅助学习系统，其特征在于，包括：

设置在练习者前面的第一显示器；

设置在练习者后面的第二显示器；

佩戴在练习者身上的遥控器；

影像采集器，用于跟随遥控器的转动而进行转动，使得影像采集器一直聚焦在练习者身上，以用于获取练习者根据教学视频同步学习的影像数据；以及

处理器，用于实时接收影像采集器获取的影像数据，通过对影像数据的处理获得练习者的人物影像，并在第一显示器和第二显示器上播放，同时在第一显示器和第二显示器上播放教学视频；其中，

所述处理器还包括：

用于当遥控器跟随练习者的运动而转动的角度大于180度时，关闭第一显示器播放，同时保持第二显示器播放；否则保持第一显示器播放，同时关闭第二显示器播放。

2.按照权利要求1所述的智能辅助学习系统，其特征在于，所述处理器中通过对影像数据的处理获得练习者的人物影像具体包括：

将影像采集器获取的初始背景数据设为0；

将影像采集器获取的练习者在练习时的影像数据中与背景相同的部分设为0，不一样的部分数据设为1；

将上述影像数据和初始背景数据进行逻辑加运算，所述逻辑加运算的规则为：0+0＝0，0+1＝1；

通过逻辑加运算获取所有1的数据形成上述人物影像。

3.按照权利要求2所述的智能辅助学习系统，其特征在于，所述遥控器上设有用于练习者输入的快慢进、快慢退、回放和暂停功能键，以使练习者方便调整学习的节奏。

4.按照权利要求1至3任一项所述的智能辅助学习系统，其特征在于，所述练习者的人物影像和教学视频中的教练影像呈横向或纵向显示在第一显示器和/或第二显示器上。

5.按照权利要求4所述的智能辅助学习系统，其特征在于，所述遥控器佩戴在练习者手腕上。

6.一种智能辅助学习方法，其特征在于，包括以下步骤：

影像采集器跟随遥控器的转动而进行转动，使得影像采集器一直聚焦在练习者身上，以用于获取练习者根据教学视频同步学习的影像数据，所述遥控器佩戴在练习者身上；

处理器实时接收影像采集器获取的影像数据，通过对影像数据的处理获得练习者的人物影像，并在第一显示器和第二显示器上播放，同时在第一显示器和第二显示器上播放教学视频，所述第一显示器设置在练习者前面，第二显示器设置在练习者后面；其中，

所述方法还包括：

用于当遥控器跟随练习者的运动而转动的角度大于180度时，关闭第一显示器播放，同时保持第二显示器播放；否则保持第一显示器播放，同时关闭第二显示器播放。

7.按照权利要求6所述的智能辅助学习方法，其特征在于，所述通过对影像数据的处理获得练习者的人物影像具体包括：

将影像采集器获取的初始背景数据设为0；

将影像采集器获取的练习者在练习时的影像数据中与背景相同的部分设为0，不一样的部分数据设为1；

将上述影像数据和初始背景数据进行逻辑加运算，所述逻辑加运算的规则为：0+0＝0，0+1＝1；

通过逻辑加运算获取所有1的数据形成上述人物影像。

8.按照权利要求6-7任一项所述的智能辅助学习方法，其特征在于，所述练习者的人物影像和教学视频中的教练影像呈横向或纵向显示在第一显示器和/或第二显示器上。

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