CN113288053A

CN113288053A - 人体评估方法、系统及计算机可读存储介质

Info

Publication number: CN113288053A
Application number: CN202110522269.6A
Authority: CN
Inventors: 林树洪; 卫海峰
Original assignee: Shanghai Youjiu Health Technology Co ltd
Current assignee: Shanghai Youjiu Health Technology Co ltd
Priority date: 2021-05-13
Filing date: 2021-05-13
Publication date: 2021-08-24
Anticipated expiration: 2041-05-13
Also published as: CN113288053B

Abstract

本发明提供了一种人体评估方法、系统及计算机可读存储介质，通过影像采集和体成分测量获得体内评估、静态评估和动态评估数据；包括以下步骤：体内评估，测量身体成分组成数据，评估被测对象的肌肉量、脂肪量；静态评估，测量分析身体姿态、身体围度、身材比例中的至少一项数据，评估被测对象在外观上的体型体态；动态评估，测量分析肢体力量、速度耐力、柔韧性、平衡性、协调性、反应力运动能力中的至少一项数据，检测被测对象的各项运动能力；全面评估，综合所述体内评估、静态评估和动态评估数据，综合评估被被测对象的身体情况。本发明所述人体评估方法可以达成对被测对象的全面评估。

Description

人体评估方法、系统及计算机可读存储介质

技术领域

本发明涉及健身及体侧领域，具体来说是一种用于健身及体侧领域的人体评估的系统与方法，及计算机可读存储介质。

背景技术

人体评估，涉及到身高、体重、体成分、体型、姿态，以及各种运动能力等，各维度数据的测量与评估都需要专门的装置与方法，并且是按照设计的测试项目来进行，依据这种方法，涉及的装置繁多，各个装置的测量原理之间存在冲突或相互影响，各维度数据之间往往又有相关性，在独立装置中无法体现。目前这种割裂各个设备和方面的体侧方式，无法从整体上对人体的各项参数和机能进行全面的评估。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种人体评估方法，能通过身高测量法、人体称重法、人体生物电阻抗测量法、人体计算机视觉测量法的结合，重新构建体系化的方法，从而达成对被测对象的全面评估。

为了解决以上技术问题，本发明提供了一种人体评估方法，通过影像采集和体成分测量获得体内评估、静态评估和动态评估数据；包括以下步骤：

体内评估，测量身体成分组成数据，评估被测对象的肌肉量、脂肪量；

静态评估，测量分析身体姿态、身体围度、身材比例中的至少一项数据，评估被测对象在外观上的体型体态；

动态评估，测量分析肢体力量、速度耐力、柔韧性、平衡性、协调性、反应力运动能力中的至少一项数据，检测被测对象的各项运动能力；

全面评估，综合所述体内评估、静态评估和动态评估数据，综合评估被被测对象的身体情况。

本发明所述人体评估方法的有益效果在于：通过体内评估、静态评估、动态评估的结合，重新构建了一种体系化的方法，从而达成对被测对象的全面评估。

优选的，所述的体内评估，包括：获取被测对象的身高、体重；获取被测对象头颈之外的各个节段在不同频率下的电阻抗值；身高、体重、各电阻抗值作为输入，得到各个节段的肌肉量与脂肪量；身高、体重、肌肉量、脂肪量作为输入，得到身体体型数据。

优选的，被测对象区分为若干个节段，包括：头颈、左上肢、右上肢、躯干、左下肢、右下肢。

优选的，所述静态评估，包括：获取被测对象的身高；获取被测对象在特定角度的彩色影像与距离影像；彩色影像，用于获取被测对象的轮廓与图像特征；距离影像，用于获取被测对象各个特征点相对于观察点的距离，并构建三维空间；身高、彩色影像、距离影像作为输入，依据轮廓与图像特征在三维空间中的还原，得到身体姿态的不对称性、不符合标准的情况，以及得到身体围度、身材比例数据；通过拍照或摄像获取所述影像，所述影像为彩色模式或灰度模式。

优选的，静态评估过程中通过影像采集对被测对象自然体态，对正面观、背面观、侧面观进行姿态的筛查与评判。

优选的，所述动态评估，包括：获取被测对象在不同角度的彩色影像与距离影像；不同角度的彩色影像、距离影像作为输入，依据轮廓与图像特征在三维空间中的还原，形成动态的动作变化过程，并计算时间、次数、距离数值，从而得到出肢体力量、速度耐力、柔韧性、平衡性、协调性、反应力运动能力数据。

本发明还提供了一种人体评估系统，其应用于前述的人体评估方法，包括：称重传感器，用于被测对象的体重；脚部电极，连接被测对象的脚部；手部电极，连接被测对象的手部，脚部电极和手部电极一起获取节段电阻抗值；摄像头模组，包括彩色摄像头与深度摄像头，用来获取彩色影像与距离影像；彩色摄像头，用于获取被测对象的轮廓与图像特征；深度摄像头，用于获取被测对象各个特征点相对于观察点的距离，并构建三维空间；处理单元，用于进行被测对象评估数据处理。

本发明所述人体评估系统的有益效果在于：通过身高测量、被测对象称重、被测对象生物电阻抗测量、人体计算机视觉测量的结合，重新构建了一种体系化的方法，从而达成对被测对象的全面评估。

优选的，还包括身高测量杆，所述身高测量杆用于获取被测对象的身高。

本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现前述的方法。

本发明所述计算机可读存储介质的有益效果在于：通过身高测量、被测对象称重、被测对象生物电阻抗测量、人体计算机视觉测量的结合，重新构建了一种体系化的方法，从而达成对被测对象的全面评估。

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说明。

图1是本发明所述人体评估方法的示意图；

图2是本发明的所述人体评估系统进行体内评估的示意图；

图3是本发明的所述在身高直接输入模式下，人体评估系统进行体内评估的示意图；

图4是本发明的所述人体评估系统进行静态评估的示意图；

图5是本发明的所述人体评估系统进行动态评估的示意图。

图中附图标记说明：

101、底座，

102、支架，

103、称重传感器，

104、脚部电极，

105、手部电极，

106、摄像头模组，包括彩色摄像头与深度摄像头，

107、人机操作中心，

108、处理单元，包括硬件、操作系统与软件，负责电路控制、算法运算以及业务逻辑的实现，

109、身高测量杆，

110、被测对象。

具体实施方式

实施例一、

为克服背景技术中存在的不足，如图1所示，本发明提供了一种用于人体评估方法，包括：

通过身高测量法、人体称重法、人体生物电阻抗测量法、人体计算机视觉测量法的结合，重新构建了一种体系化的方法，从而达成对人体的全面评估。

所述的被测对象为人体。

S101、体内评估，包括身体成分组成、身体体型等，也可以是其中一项。

通过身高测量法、人体称重法，获取被测对象的身高、体重。

被测对象可以进一步区分为六个节段，头颈、左上肢、右上肢、躯干、左下肢、右下肢。

通过被测对象生物电阻抗测量法，获取被测对象头颈之外的各个节段在不同频率下的电阻抗值。

身高、体重、各电阻抗值作为输入，依据肌肉与脂肪的导电率不同，得到各个节段的肌肉量与脂肪量。

身高、体重、肌肉量、脂肪量作为输入，得到身体体型。

身体体型包含胖、瘦、壮、虚。肥胖有标准，WHO的标准是以体重为主，因为体重秤能覆盖到全球大部分地区。被测对象科学角度，评判的角度就是肌肉量与脂肪量的比例。

S102、静态评估，包括身体姿态、身体围度、身材比例等，也可以是其中一项。

通过身高测量法，获取被测对象的身高。

通过计算机视觉测量法，获取被测对象在特定角度的彩色影像与距离影像。

彩色影像，用于获取被测对象的轮廓与图像特征。

影像的获取可以通过拍照或摄像实现，可以是彩色模式，也可以是灰度模式。

距离影像，用于获取被测对象各个特征点相对于观察点的距离，并构建三维空间。

身高、彩色影像、距离影像作为输入，依据轮廓与图像特征在三维空间中的还原，得到身体姿态的不对称性问题、不符合标准的问题，以及计算身体围度、身材比例。

S103、动态评估，包括肢体力量、速度耐力、柔韧性、平衡性、协调性、反应力等运动能力，也可以是其中一项。

通过计算机视觉测量法，获取被测对象在不同角度的彩色影像与距离影像。

不同角度的彩色影像、距离影像可以是连续的，可以是按一定的时间间隔抽样，也可以是按图像特征要求抽样。

不同角度的彩色影像、距离影像作为输入，依据轮廓与图像特征在三维空间中的还原，形成动态的动作变化过程，并计算时间、次数、距离等数值，从而得到出肢体力量、速度耐力、柔韧性、平衡性、协调性、反应力等运动能力。

S104、全面评估结果，包括被测对象的体型、体态、体能，通过三个部分的综合分析获得。

所述的三个部分，按照时序进行，保证由内而外、从静到动的评估效果。

体成分计算方法依赖于身高、体重、节段阻抗值作为输入参数，节段阻抗值在物理上与节段截面面积大小、节段长度相关联，面积越大电阻越小，长度越大电阻越大。身体节段面积与节段长度是体型上的一个表征；身体节段面积的另一个表达方式是身体围度。

另外，运动会影响身体节段的导电性，运动后测量的节段阻抗值会更小。

静态评估采用被测对象自然体态，对正面观、背面观、侧面观进行姿态问题的筛查与评判。静态评估，如高低肩、长短腿、脊柱侧弯等，也可以通过动态评估的测试项来验证。

动态评估可以包括各种对人体肢体力量、速度耐力、柔韧性、平衡性、协调性、反应力等运动能力的评估。例如，坐位体前屈是手脚长度与身体前屈能力的综合评估，如果人体有脊柱侧弯，则在弯腰动作下会有脊柱突起。如力量评估，可以验证体内评估关于肌肉量的结果。

本方法从测试原理角度，先做内部评估，了解用户的身体组成情况，包括肌肉量、脂肪量。再做静态评估，了解用户在外观上的体型体态，判断是否存在身体姿态问题。最后做动态评估，检测用户的各项运动能力，包括力量、柔韧性、平衡性等。这样的顺序，更符合无评估不训练的运动理念。如果先做动态评估，会改变身体状态，导致体内评估不准确。

本系统与方法，其过程中所涉及的数据输入，可以通过所述的测量方法获取，也可以直接输入。本系统与方法，其过程中所涉及的测量方法，不排除结合其它传感器进行数据获取。

实施例二、

如图2所示，本发明在进行第一部分体内评估的实施例。通过称重传感器103测量被测对象的体重。通过身高测量杆109测量被测对象的身高。通过脚部电极104，手部电极105，与脚步电极一起连接被测对象的手部与脚部，获取节段电阻抗值，进一步获得人体体成分数据。体内评估部分，身高、体重、肌肉量、脂肪量作为输入，得到身体体型。

如图2所示，人体评估系统包括：

底座101，支架102，称重传感器103。称重传感器103用于测量被测对象的体重。

脚部电极104，手部电极105，与脚步电极一起连接被测对象的手部与脚部，获取节段电阻抗值。被测对象可以进一步区分为六个节段，头颈、左上肢、右上肢、躯干、左下肢、右下肢。

通过被测对象生物电阻抗测量法，获取被测对象头颈之外的各个节段在不同频率下的电阻抗值。身高、体重、各电阻抗值作为输入，依据肌肉与脂肪的导电率不同，得到各个节段的肌肉量与脂肪量。

人机操作中心107，负责界面的呈现与人机操作。

处理单元108，包括硬件、操作系统与软件，负责电路控制、人体评估运算的实现。

身高测量杆109，用于测量被测对象的身高。

本发明实施例所述人体评估系统还可以包括有一个或一个以上计算机可读存储介质的存储器、输入单元、显示单元、传感器、音频电路、包括有一个或者一个以上处理核心的处理器、以及电源等部件。本领域技术人员可以理解，本实施例示出的人体评估系统结构并不构成对人体评估系统的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。其中：

存储器可用于存储软件程序以及模块，处理器通过运行存储在存储器的软件程序以及模块，从而执行各种功能应用以及数据处理。存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，存储程序区可存储操作存储介质、至少一个功能所需的应用程序等；存储数据区可存储根据人体评估系统的使用所创建的数据。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。相应地，存储器还可以包括存储器控制器，以提供处理器和输入单元对存储器的访问。

输入单元可用于接收输入的数字或字符信息，以及产生与用户设置以及功能控制有关的键盘、鼠标、操作杆、光学或者轨迹球信号输入。具体地，在一个具体的实施例中，输入单元可包括触敏表面以及其他输入设备。触敏表面，也称为触摸显示屏或者触控板，可收集用户在其上或附近的触摸操作(比如用户使用手指、触笔等任何适合的物体或附件在触敏表面上或在触敏表面附近的操作)，并根据预先设定的程式驱动相应的连接装置。可选的，触敏表面可包括触摸检测装置和触摸控制器两个部分。触摸检测装置检测用户的触摸方位，并检测触摸操作带来的信号，将信号传送给触摸控制器；触摸控制器从触摸检测装置上接收触摸信息，并将它转换成触点坐标，再送给处理器，并能接收处理器发来的命令并加以执行。此外，可以采用电阻式、电容式、红外线以及表面声波等多种类型实现触敏表面。除了触敏表面，输入单元还可以包括其他输入设备。具体地，其他输入设备可以包括但不限于物理键盘、功能键、轨迹球、鼠标、操作杆等中的一种或多种。

显示单元可用于显示由用户输入的信息或提供给用户的信息以及人体评估系统的各种图形用户接口，这些图形用户接口可以由图形、文本、图标、视频和其任意组合来构成。显示单元可包括显示面板，可选的，可以采用液晶显示器(LCD)、有机发光二极管(OLED)等形式来配置显示面板。进一步的，触敏表面可覆盖显示面板，当触敏表面检测到在其上或附近的触摸操作后，传送给处理器以确定触摸事件的类型，随后处理器根据触摸事件的类型在显示面板上提供相应的视觉输出。虽然在本实施例中，触敏表面与显示面板是作为两个独立的部件来实现输入和输入功能，但是在某些实施例中，可以将触敏表面与显示面板集成而实现输入和输出功能。

人体评估系统还可包括至少一种传感器，包括激光测距传感器、红外测距传感器、超声波测距传感器、或摄像头中的至少一个。

处理器是人体评估系统的控制中心，利用各种接口和线路连接整个人体评估系统的各个部分，通过运行或执行存储在存储器内的软件程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，执行人体评估系统的各种功能和处理数据，从而对人体评估系统进行整体监控。可选的，处理器可包括一个或多个处理核心；优选的，处理器可集成应用处理器和调制解调处理器，应用处理器主要处理操作存储介质、用户界面和应用程序等，调制解调处理器主要处理无线通信。可以理解的是，上述调制解调处理器也可以不集成到处理器中。

人体评估系统还包括给各个部件供电的电源，电源可以通过电源管理存储介质与处理器逻辑相连，从而通过电源管理存储介质实现管理充电、放电、以及功耗管理等功能。电源还可以包括一个或一个以上的直流或交流电源、再充电存储介质、电源故障检测电路、电源转换器或者逆变器、电源状态指示器等任意组件。

具体在本实施例中，人体评估系统中的处理器会按照如下的指令，将一个或一个以上的应用程序的进程对应的可执行文件加载到存储器中，并由处理器来运行存储在存储器中的应用程序，从而实现各种功能。

实施例三、

如图3所示，本发明在身高直接输入模式下，进行第一部分体内评估的实施例，包括：

人机操作中心107，负责界面的呈现与人机操作。

实施例四、

如图4所示，本发明在进行第二部分静态评估的实施例，此时被测对象处于静态。评估包括身体姿态、身体围度、身材比例等，也可以是其中一项。通过身高测量杆109测量被测对象的身高。通过摄像头模组106结合人体计算机视觉测量法获得被测对象自然体态，包括被测对象正面观、背面观、侧面观体态、身体围度、身材比例等。

摄像头模组106，包括彩色摄像头与深度摄像头，用来获取彩色影像与距离影像。通过计算机视觉测量法，获取被测对象在特定角度的彩色影像与距离影像。

彩色影像，用于获取被测对象的轮廓与图像特征。

人机操作中心107，负责界面的呈现与人机操作。

身高测量杆109，用于获取被测对象的身高。

实施例五、

如图5所示，本发明在进行第三部分动态评估的实施例。此时被测对象处于动态，按照测量要求进行各种规定运动。动态评估可以包括各种对人体肢体力量、速度耐力、柔韧性、平衡性、协调性、反应力等运动能力的评估。例如，坐位体前屈是手脚长度与身体前屈能力的综合评估，如果人体有脊柱侧弯，则在弯腰动作下会有脊柱突起。如力量评估，可以验证体内评估关于肌肉量的结果。

通过摄像头模组106结合人体计算机视觉测量法获得被测对象运动时体态。

脚部电极104，手部电极105，与脚步电极一起连接被测对象的手部与脚部，获取节段电阻抗值。被测对象可以进一步区分为六个节段，头颈、左上肢、右上肢、躯干、左下肢、右下肢。通过被测对象生物电阻抗测量法，获取被测对象头颈之外的各个节段在不同频率下的电阻抗值。身高、体重、各电阻抗值作为输入，依据肌肉与脂肪的导电率不同，得到各个节段的肌肉量与脂肪量。运动会影响身体节段的导电性，运动后测量的节段阻抗值会更小。

摄像头模组106，包括彩色摄像头与深度摄像头，用来获取彩色影像与距离影像。第三部分动态评估包括肢体力量、速度耐力、柔韧性、平衡性、协调性、反应力等运动能力，也可以是其中一项。

人机操作中心107，负责界面的呈现与人机操作，

处理单元108，包括硬件、操作系统与软件，负责电路控制、算法运算以及业务逻辑的实现。

测试项目附件110，包括运动时使用的标识、垫子以及其它物理辅助装置。这些辅助装置对应各种规定的运动项目。当然，某些运动项目也可以不使用辅助装置进行。

实施例六、

本发明实施例中提供一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行前述实施例所述方法。

本发明实施例的计算机存储介质，可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。

计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。

计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括——但不限于无线、电线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。

可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本发明操作的计算机程序代码，所述程序设计语言包括面向被测对象的程序设计语言—诸如Java、Smalltalk、C++，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。

本发明并不限于上文讨论的实施方式。以上对具体实施方式的描述旨在于为了描述和说明本发明涉及的技术方案。基于本发明启示的显而易见的变换或替代也应当被认为落入本发明的保护范围。以上的具体实施方式用来揭示本发明的最佳实施方法，以使得本领域的普通技术人员能够应用本发明的多种实施方式以及多种替代方式来达到本发明的目的。

Claims

1.一种人体评估方法，其特征在于，通过影像采集和体成分测量获得体内评估、静态评估和动态评估数据；包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的人体评估方法，其特征在于，

所述的体内评估，包括：

获取被测对象的身高、体重；

获取被测对象头颈之外的各个节段在不同频率下的电阻抗值；

身高、体重、各电阻抗值作为输入，得到各个节段的肌肉量与脂肪量；

身高、体重、肌肉量、脂肪量作为输入，得到身体体型数据。

3.如权利要求2所述的人体评估方法，其特征在于，

被测对象区分为若干个节段，包括：头颈、左上肢、右上肢、躯干、左下肢、右下肢。

4.如权利要求1所述的人体评估方法，其特征在于，

所述静态评估，包括：

获取被测对象的身高；

获取被测对象在特定角度的彩色影像与距离影像；

彩色影像，用于获取被测对象的轮廓与图像特征；

距离影像，用于获取被测对象各个特征点相对于观察点的距离，并构建三维空间；

身高、彩色影像、距离影像作为输入，依据轮廓与图像特征在三维空间中的还原，得到身体姿态的不对称性、不符合标准的情况，以及得到身体围度、身材比例数据；

通过拍照或摄像获取所述影像，所述影像为彩色模式或灰度模式。

5.如权利要求4所述的人体评估方法，其特征在于，

静态评估过程中通过影像采集对被测对象自然体态，对正面观、背面观、侧面观进行姿态的筛查与评判。

6.如权利要求1所述的人体评估方法，其特征在于，

所述动态评估，包括：

获取被测对象在不同角度的彩色影像与距离影像；

不同角度的彩色影像、距离影像作为输入，依据轮廓与图像特征在三维空间中的还原，形成动态的动作变化过程，并计算时间、次数、距离数值，从而得到出肢体力量、速度耐力、柔韧性、平衡性、协调性、反应力运动能力数据。

7.如权利要求6所述的人体评估方法，其特征在于，

不同角度的彩色影像、距离影像是连续的，按一定的时间间隔抽样，或是按图像特征要求抽样。

8.一种人体评估系统，其特征在于，其应用于权利要求1-7中任何一项所述的人体评估方法，包括：

称重传感器，用于被测对象的体重；

脚部电极，连接被测对象的脚部；

手部电极，连接被测对象的手部，脚部电极和手部电极一起获取节段电阻抗值；

摄像头模组，包括彩色摄像头与深度摄像头，用来获取彩色影像与距离影像；

彩色摄像头，用于获取被测对象的轮廓与图像特征；

深度摄像头，用于获取被测对象各个特征点相对于观察点的距离，并构建三维空间；

处理单元，用于进行被测对象评估数据处理。

9.如权利要求8所述的人体评估系统，其特征在于，还包括：

身高测量杆，所述身高测量杆用于获取被测对象的身高。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任何一项所述的方法。