CN110639192B - 一种运动设备步数计算方法、步数核算方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种运动设备步数计算方法、步数核算方法及装置，方法包括：获取预设时间段内的运动设备目标视频，提取运动设备目标视频每一帧中目标对象的关键点的物理位置，根据所有帧中关键点的物理位置关系，计算预设时间段内目标对象在运动设备上的步数，将该步数作为基础步数，并将获取的预设时间段内运动设备自身的计步数作为待核对步数，利用基础步数对待核对步数进行核算，根据核算结果对运动设备的计步方法进行修正。该步数记录方法基于简单的步骤，能精准快速地获得预设时间段内步机使用者的步数，该核算方法对运动设备自身计算获得的步数进行核算，修正运动设备自身的步数方法，以提高运动设备自身的记步算法的准确性。

Description

一种运动设备步数计算方法、步数核算方法及装置

技术领域

本发明涉及健身设备领域，特别涉及一种运动设备步数计算方法、步数核算方法及装置。

背景技术

对于想要进行体育锻炼，尤其是有氧训练来说，通过运动设备训练是非常不错的选择，运动设备几乎适用于所有年龄段的使用者。

使用者在使用运动设备时，运动设备根据使用者重量感应产生电流，基于电流变化，通过预先设置在运动设备内的算法计算步数。

然而，这种方法容易出现误差。例如：当使用者体重太轻(80斤以下)，或者走路太轻时，所带来的小问题是无法记录步数而漏报和误报，大问题是触发运动设备的“无步数10秒停止”功能而中途无故停止运行。如此，于低体重使用者而言，使用体验感较差。

为了准确的计算步数以及对运动设备自身计算的步数进行核算以修正跑步机步数算法，目前除了采用人工计数的方法，并无其他更加准确的方法。而运动设备这个方法也会出现误差，而且不现实。因此，亟待寻找一种自动化且能能准确计算运动设备步数，并能对运动设备自身计算的步数进行核算的方法。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种运动设备步数计算方法、步数核算方法及装置，其能准确计算使用者在运动设备上走步/跑步时的步数，并能对运动设备自身的计步数进行核算。

本发明实施例提供的技术方案如下：

第一方面，提供一种运动设备步数计算方法，所述方法至少包括如下步骤：

获取预设时间段内的运动设备目标视频；

提取所述运动设备目标视频每一帧中目标对象的关键点的物理位置；

根据所有帧中所述关键点的物理位置关系，计算预设时间段内目标对象在运动设备上的步数。

在一些较佳的实施方式中，所述根据所有帧中所述关键点的物理位置关系，计算预设时间段内目标对象在运动设备上的步数，至少包括如下子步骤：

基于所有帧中所述关键点的物理位置关系，获得关键点在预设时间段内水平位置的变化趋势图；

根据所述变化趋势图中波峰与波谷的数量，得到所述预设时间段内目标对象在运动设备上的步数。

在一些较佳的实施方式中，所述基于所有帧中所述关键点的物理位置关系，获得关键点在预设时间段内水平位置的变化趋势图，具体包括：

基于预设时间段内所有帧中所述关键点的物理位置，提取每一帧中所述关键点的水平位置；

基于所述每一帧中所述关键点的水平位置，生成所述关键点的水平位置随时间的变化趋势图。

在一些较佳的实施方式中，所述提取所述运动设备目标视频每一帧中目标对象的关键点的物理位置，包括：

获取所述运动设备目标视频在第一时间阈值内，每一帧中目标对象的若干特征点及每一特征点的物理位置；

将物理位置变化满足预设条件的特征点确定为关键点。

在一些较佳的实施方式中，在所述提取所述运动设备目标视频每一帧中目标对象的关键点的物理位置之前，还包括：运动设备目标视频预处理，其具体包括如下子步骤：

将所述运动设备目标视频进行分帧处理，获得若干帧图像；

将所述若干帧图像按序排列。

在一些较佳的实施方式中，所述关键点为目标对象的脚踝，所述根据所有帧中所述关键点的物理位置关系，计算预设时间段内目标对象在运动设备上的步数，至少包括如下步骤：

基于所有帧中脚踝的物理位置关系，获得脚踝的水平位置在预设时间段内的变化趋势图；

根据所述变化趋势图中波峰与波谷的数量，得到所述预设时间段内目标对象在运动设备上的步数。

另一方面，还提供一种基于所述运动设备步数计算方法的运动设备步数核算方法，所述方法至少包括如下步骤：

获取基于所述运动设备步数计算方法所得到的所述预设时间段内的步数作为基础步数；

获取所述预设时间段内运动设备自身的计步数作为待核对步数；

利用所述基础步数对所述待核对步数进行核算；

根据核算结果对运动设备的计步方法进行修正。

另一方面，还提供一种基于所述运动设备步数计算方法的运动设备步数计算装置，所述装置至少包括：

第一获取模块：用于获取预设时间段内的运动设备目标视频；

提取模块：用于提取所述运动设备目标视频每一帧中目标对象的关键点的物理位置；

计算模块：用于根据所有帧中所述关键点的物理位置关系，计算预设时间段内目标对象在运动设备上的步数。

在一些较佳的实施方式中，所述计算模块至少包括：

第一获取单元：用于基于所有帧中所述关键点的物理位置关系，获得关键点在预设时间段内水平位置的变化趋势图；

第一计算单元：用于根据所述变化趋势图中波峰与波谷的数量，得到所述预设时间段内目标对象在运动设备上的步数。

在一些较佳的实施方式中，所述第一获取单元至少包括：

第一提取单元：用于基于预设时间段内所有帧中所述关键点的物理位置，提取每一帧中所述关键点的水平位置；

生成单元：用于基于所述每一帧中所述关键点的水平位置，生成所述关键点的水平位置随时间的变化趋势图。

在一些较佳的实施方式中行，所述提取模块至少包括：

第二获取单元：用于获取所述运动设备目标视频在第一时间阈值内，每一帧中目标对象的若干特征点及每一特征点的物理位置；

判定单元：用于将物理位置变化满足预设条件的特征点确定为关键点。

在一些较佳的实施方式中，所述装置还包括预处理模块，所述预处理模块至少包括：

分帧单元：用于将所述运动设备目标视频进行分帧处理，获得若干帧图像；

排序单元：用于将所述若干帧图像按序排列。

另一方面，还提供一种运动设备步数核算装置，所述核算装置包括所述的运动设备步数计算装置，且所述核算装置至少还包括：

第二获取模块：用于获取基于运动设备步数核算方法得到的所述预设时间段内的步数作为基础步数；

第三获取模块：用于将所述预设时间段内获取运动设备目标视频中的运动设备自身的计数作为待核对步数；

核算模块：用于利用所述基础步数对所述待核对步数进行核算；

修正模块：用于根据核算结果对运动设备的计步方法进行修正。

本发明相比现有技术而言的有益效果在于：

本发明保护一种运动设备步数计算方法及装置，该方法首先获取预设时间段内的运动设备目标视频，接着提取运动设备目标视频每一帧中目标对象的关键点的物理位置，最后根据所有帧中关键点的物理位置关系，计算预设时间段内目标对象在运动设备上的步数，该方法基于简单的步骤，能有效获得预设时间段内步机使用者的步数，且获得的步数精准快速；

进一步，本发明还保护一种运动设备步数核算方法及装置，该方法在精准计算预设时间内运动设备使用者的步数的基础上，进一步增加将获得步数与运动设备自身记步数进行对比，以对运动设备自身计算获得的步数进行核算，修正运动设备自身的步数方法，以提高运动设备自身的记步算法的准确性，从而提高用户体验感。

本申请的方案只要实现其中任一技术效果即可。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例一中的一种运动设备步数计算方法的流程图；

图2是本发明实施例一中脚踝在走步机上的物理位置变化趋势图；

图3是本发明实施例一中脚踝水平位置在预设时间段内的变化趋势图；

图4是本发明实施例二中的一种运动设备步数核算方法的流程图；

图5是本发明实施例三中的一种运动设备步数计算装置的结构示意图；

图6是本发明实施例四中的一种运动设备步数核算装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

如图1所示，本实施例提供一种运动设备步数核算方法，属于健身设备领域，通过该方法可准确计算使用者在运动设备上走步/跑步时的步数，以解决现有运动设备通过自身算法进行步数记录时容易出现误差的问题。需要说明的是，本实施例中的运动设备为跑步机或走步机中的一种。

结合图1所示，该运动设备步数核算方法至少包括如下步骤：

S1、获取预设时间段内的运动设备目标视频。

具体地，在录制运动设备目标视频之前，启动系统，保证运动设备及目标对象均位于摄像头取景框内。预先设置一需要计算步数的预设时间段，该时间段内目标对象尽可能处于走步或跑步状态，并在开始计时的同时，开始录制运动设备目标视频。

录制完成，系统获取预设时间段内的运动设备目标视频。

S2、提取运动设备目标视频的每一帧中目标对象的关键点的物理位置。

以运动设备的某一固定点(如走步机/跑步机最前端)为原点，水平方向为X轴，竖直方向为Y轴建立坐标系，故在每一帧中，关键点均具有相应的坐标值。

具体地，步骤S2至少包括如下子步骤：

S21、获取运动设备目标视频在第一时间阈值内，每一帧中目标对象的若干特征点及每一特征点的物理位置。

目标对象在走步/跑步时，身体或着装的多个点会产生规律性往复移动，根据相应坐标的变化趋势，可以推断出相应步数。具有上述规律性变化的身体或着装的多个点称为特征点。

示例性地，若相邻两帧之间，只有三个点的坐标发生的位置变化方向及变化率相同，即说明这三个特征点具有相同的运动方向，可以同为前进，也可以同为后退，则这三个特征点均可以作为特征点。通常可作为特征点的有：脚踝、手肘、鞋尖、鞋跟或者鞋子侧面某一图标以及袜子侧面某一图标。

S22、将物理位置变化满足预设条件的特征点确定为关键点。

本实施例中，为了提高记步准确性，一般需要选取一个最优的特征点作为关键点。预设条件，可以根据准确率要求作具体设定，本实施例对此并不加以限制，如，可以是通过一时间段内的连续性较佳，或任意相邻帧中的坐标变化率与所有特征点的平均坐标变化率最接近，或一时间段内计算得到的步数与设备自身的步数最接近等。

示例性地，该步骤S22至少包括如下子步骤：

S221、获取运动设备目标视频在第一时间阈值内，每一帧中目标对象的若干特征点；

S222、分别提取运动设备目标视频在第一时间阈值内，每一帧中目标对象的每一特征点的物理位置；

S223、根据第一时间阈值内所有帧中每一特征点的物理位置关系，获得每一特征点的水平位置在第一时间阈值内的变化趋势图；

S224、根据每一变化趋势图中波峰与波谷的数量，得到第一时间阈值内目标对象在运动设备上的相应若干个步数；

S225、基于每一特征点的水平位置在第一时间阈值内的变化趋势图及相应的步数，对每一特征点进行评分；

S226、将评分最高的特征点作为关键点。

在进行评分时，可通过设置权重，将变化趋势图的连续性、周期性变化、步数的准确率等因素进行加权计算，最终获得相应特征点的评分，并将评分最高的特征点作为关键点。

在实际应用时发现，将脚踝作为关键点时，变化趋势图的连续性较佳、周期性变化较明显、步数准确率较高，获得的评分也是最高的，因此脚踝比较适合作为关键点。

本实施例中，第一时间阈值通常小于预设时间段。

在步骤S2之前，且在步骤S1之后，该方法还包括以下步骤：Sa、运动设备目标视频预处理，其具体包括如下子步骤：

Sa1、将运动设备目标视频进行分帧处理，获得若干帧图像；

Sa2、将若干帧图像按序排列。

S3、根据所有帧中所述关键点的物理位置关系，计算预设时间段内目标对象在运动设备上的步数。

具体地，步骤S3至少包括如下子步骤：

S31、基于所有帧中关键点的物理位置关系，获得关键点在预设时间段内水平位置的变化趋势图；

S32、根据变化趋势图中波峰与波谷的数量，得到预设时间段内目标对象在运动设备上的步数。

进一步，步骤S31至少包括如下子步骤：：

S311、基于预设时间段内所有帧中所述关键点的物理位置，提取每一帧中关键点的水平位置；

S312、基于每一帧中关键点的水平位置，生成关键点的水平位置随时间的变化趋势图。

示例性地，在走步机使用场景中，当关键点为使用者的脚踝时，脚踝在走步机上的物理位置变化趋势如图2所示，其中的每一个点均为脚踝的坐标，一个往返记为两步。

该运动设备步数计算方法至少包括如下步骤：

S1′、获取预设时间段内的走步机目标视频；

S2′、提取走步机目标视频每一帧中使用者脚踝的物理位置；

S3′、根据所有帧中脚踝的物理位置关系，计算预设时间段内目标对象在运动设备上的步数。

其中，步骤S3′具体包括如下子步骤：

S31′、如图3所示，基于所有帧中脚踝的物理位置关系，获得脚踝的水平位置在预设时间段内的变化趋势图；

S32′、根据变化趋势图中波峰与波谷的数量，得到预设时间段内目标对象在运动设备上的步数。

具体地，在生成预设时间段内，以时间为X轴、以脚踝的水平坐标值为Y值生成脚踝位置的变化趋势图。该趋势图上，每一个波峰或者波谷代表使用者走/跑了一步。每一相邻的波峰和波谷之间，脚踝的水平坐标值具有相同的变化趋势(脚踝的水平坐标值随着时间的发展变大或变小)，波峰或波谷处，数据变化趋势发生改变。因此，在预设时间段内的变化趋势图实际为具有周期性变化的曲线图，且在使用者连续走步或跑步过程中，Y轴幅度基本相同。

本实施例保护一种运动设备步数计算方法，该方法首先获取预设时间段内的运动设备目标视频，接着提取运动设备目标视频每一帧中目标对象的关键点的物理位置，最后根据所有帧中关键点的物理位置关系，计算预设时间段内目标对象在运动设备上的步数，该方法基于简单的步骤，能有效获得预设时间段内步机使用者的步数，且获得的步数精准快速。

实施例二

如图2所示，本实施例提供一种基于运动设备步数计算方法的运动设备步数核算方法，该方法至少包括如下步骤：

S1″、获取基于实施例一种运动设备步数计算方法所得到的预设时间段内的步数作为基础步数；

S2″、获取预设时间段内运动设备自身的计步数作为待核对步数；

S3″、利用基础步数对待核对步数进行核算；

S4″、根据核算结果对运动设备的计步方法进行修正。

因此上一实施例获得的基础步数，仅作为参照标准用于待核对步数的核算，具体地修正方法依据运动设备自身算法而定，本实施例并不加以限制及赘述。

本实施例提供一种运动设备步数核算方法，该方法在精准计算预设时间内运动设备使用者的步数的基础上，进一步增加将获得步数与运动设备自身记步数进行对比，以对运动设备自身计算获得的步数进行核算，修正运动设备自身的步数方法，以提高运动设备自身的记步算法的准确性，从而提高用户体验感。

实施例三

为执行上述实施例一中的一种运动设备步数计算方法，本实施例提供一种运动设备步数计算装置100。

图5为该运动设备步数计算装置100的结构示意图，如图5所示，该装置100至少包括：

第一获取模块1：用于获取预设时间段内的运动设备目标视频；

提取模块2：用于提取所述运动设备目标视频每一帧中目标对象的关键点的物理位置；

计算模块3：用于根据所有帧中所述关键点的物理位置关系，计算预设时间段内目标对象在运动设备上的步数。

在一些较佳的实施方式中，所述计算模块3至少包括：

第一获取单元31：用于基于所有帧中所述关键点的物理位置关系，获得关键点在预设时间段内水平位置的变化趋势图；

第一计算单元32：用于根据所述变化趋势图中波峰与波谷的数量，得到所述预设时间段内目标对象在运动设备上的步数。

在一些较佳的实施方式中，第一获取单元31至少包括：

第一提取子单元311：用于基于预设时间段内所有帧中所述关键点的物理位置，提取每一帧中所述关键点的水平位置；

生成子单元312：用于基于每一帧中关键点的水平位置，生成关键点的水平位置随时间的变化趋势图。

在一些较佳的实施方式中行，提取模块2至少包括：

第二获取单元21：用于获取运动设备目标视频在第一时间阈值内，每一帧中目标对象的若干特征点及每一特征点的物理位置；

判定单元22：用于将物理位置变化满足预设条件的特征点确定为关键点。

在一些较佳的实施方式中，该运动设备步数计算装置100还包括预处理模块4，预处理模块4至少包括：

分帧单元41：用于将运动设备目标视频进行分帧处理，获得若干帧图像；

排序单元42：用于将若干帧图像按序排列。

需要说明的是：上述实施例提供的一种运动设备步数计算装置在触发运动设备步数计算业务时，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。另外，上述实施例提供的一种运动设备步数计算装置与一种运动设备步数计算方法的实施例属于同一构思，即该装置是基于该方法的，其具体实现过程详见方法实施例，这里不再赘述。

实施例四

为执行上述实施例二中的一种运动设备步数核算方法，本实施例提供一种运动设备步数核算装置200，图6为该运动设备步数核算装置200的结构示意图，如图6所示，该核算装置200包括如实施例三中涉及的运动设备步数计算装置，且所述核算装置至少还包括：

第二获取模块5：用于获取基于运动设备步数核算方法得到的预设时间段内的步数作为基础步数；

第三获取模块6：用于将预设时间段内获取运动设备目标视频中的运动设备自身的计数作为待核对步数；

核算模块7：用于利用基础步数对待核对步数进行核算；

修正模块8：用于根据核算结果对运动设备的计步方法进行修正。

需要说明的是：上述实施例提供的一种运动设备步数核算装置在触发运动设备步数核算业务时，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。另外，上述实施例提供的一种运动设备步数核算装置与一种运动设备步数核算方法的实施例属于同一构思，即该装置是基于该方法的，其具体实现过程详见方法实施例，这里不再赘述。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上仅为本发明的较佳实施例，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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种运动设备步数计算方法，其特征在于，所述方法至少包括如下步骤：

获取预设时间段内的运动设备目标视频；

提取所述运动设备目标视频每一帧中目标对象的关键点的物理位置；

根据所有帧中所述关键点的物理位置关系，计算预设时间段内目标对象在运动设备上的步数；

所述提取所述运动设备目标视频每一帧中目标对象的关键点的物理位置，包括：

获取所述运动设备目标视频在第一时间阈值内，每一帧中目标对象的若干特征点及每一特征点的物理位置；

将物理位置变化满足预设条件的特征点确定为关键点。

2.根据权利要求1所述的一种运动设备步数计算方法，其特征在于，所述根据所有帧中所述关键点的物理位置关系，计算预设时间段内目标对象在运动设备上的步数，至少包括如下子步骤：

基于所有帧中所述关键点的物理位置关系，获得关键点在预设时间段内水平位置的变化趋势图；

根据所述变化趋势图中波峰与波谷的数量，得到所述预设时间段内目标对象在运动设备上的步数。

3.根据权利要求2所述的一种运动设备步数计算方法，其特征在于，所述基于所有帧中所述关键点的物理位置关系，获得关键点在预设时间段内水平位置的变化趋势图，具体包括：

基于预设时间段内所有帧中所述关键点的物理位置，提取每一帧中所述关键点的水平位置；

基于所述每一帧中所述关键点的水平位置，生成所述关键点的水平位置随时间的变化趋势图。

4.根据权利要求2所述的一种运动设备步数计算方法，其特征在于，在所述提取所述运动设备目标视频每一帧中目标对象的关键点的物理位置之前，还包括：运动设备目标视频预处理，其具体包括如下子步骤：

将所述运动设备目标视频进行分帧处理，获得若干帧图像；

将所述若干帧图像按序排列。

5.根据权利要求1～4任意一项所述的一种运动设备步数计算方法，其特征在于，所述关键点为目标对象的脚踝，所述根据所有帧中所述关键点的物理位置关系，计算预设时间段内目标对象在运动设备上的步数，至少包括如下步骤：

基于所有帧中脚踝的物理位置关系，获得脚踝的水平位置在预设时间段内的变化趋势图；

根据所述变化趋势图中波峰与波谷的数量，得到所述预设时间段内目标对象在运动设备上的步数。

6.一种基于权利要求1～5任意一项所述方法的运动设备步数核算方法，其特征在于：所述方法至少包括如下步骤：

获取基于所述权利要求1～5任一项所得到的所述预设时间段内的步数作为基础步数；

获取所述预设时间段内运动设备自身的计步数作为待核对步数；

利用所述基础步数对所述待核对步数进行核算；

根据核算结果对运动设备的计步方法进行修正。

7.一种基于权利要求1～5任一项所述一种运动设备步数计算方法的运动设备步数计算装置，其特征在于，所述运动设备步数计算装置至少包括：

第一获取模块：用于获取预设时间段内的运动设备目标视频；

提取模块：用于提取所述运动设备目标视频每一帧中目标对象的关键点的物理位置；

计算模块：用于根据所有帧中所述关键点的物理位置关系，计算预设时间段内目标对象在运动设备上的步数；

所述提取模块至少包括：

第二获取单元：用于获取所述运动设备目标视频在第一时间阈值内，每一帧中目标对象的若干特征点及每一特征点的物理位置；

判定单元：用于将物理位置变化满足预设条件的特征点确定为关键点。

8.根据权利要求7所述的一种运动设备步数计算装置，其特征在于，所述计算模块至少包括：

第一获取单元：用于基于所有帧中所述关键点的物理位置关系，获得关键点在预设时间段内水平位置的变化趋势图；

第一计算单元：用于根据所述变化趋势图中波峰与波谷的数量，得到所述预设时间段内目标对象在运动设备上的步数。

9.一种运动设备步数核算装置，其特征在于，所述核算装置包括如权利要求7或8所述的运动设备步数计算装置，且所述核算装置至少还包括：

第二获取模块：用于获取基于权利要求1～6任一项得到的所述预设时间段内的步数作为基础步数；

第三获取模块：用于将所述预设时间段内获取运动设备目标视频中的运动设备自身的计数作为待核对步数；

核算模块：用于利用所述基础步数对所述待核对步数进行核算；

修正模块：用于根据核算结果对运动设备的计步方法进行修正。

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