TWI739551B

TWI739551B - 健身運動的引導設備

Info

Publication number: TWI739551B
Application number: TW109128157A
Authority: TW
Inventors: 江信篁; 李毓傑; 莊寧; 翁維廷; 葉政和
Original assignee: 喬山健康科技股份有限公司
Priority date: 2020-08-15
Filing date: 2020-08-15
Publication date: 2021-09-11
Also published as: TW202209275A

Abstract

一種健身運動的引導設備，可引導一使用者進行一健身運動，引導時會偵測使用者的複數個身體部位的位移，並且顯示一影像畫面供使用者觀看，包含顯示一示範人像及至少一動作檢核圖像，各動作檢核圖像對應於使用者可被偵測的一預定身體部位，各具有一動作提示軌跡及一動作評量，前述動作提示軌跡顯示在一預定顯示位置並且呈現一預定軌跡樣式，對應於前述示範人像所示範的運動動作當中的前述預定身體部位的一段運動路徑，前述動作評量指示出使用者的前述預定身體部位的運動符合程度，前述運動符合程度依據測得的前述預定身體部位的位移而決定。

Description

健身運動的引導設備

本發明與運動訓練設備有關，更詳而言之，是關於可利用互動性影像引導使用者進行健身運動的引導設備。

長久以來，許多人會跟著預錄影片中的教學者的動作示範及口頭引導來進行例如健身操、有氧舞蹈、皮拉提斯、瑜珈、重量訓練等健身運動，這種單向學習式的訓練方法的缺點在於，相較於影片中的示範及要求，練習者實際進行的動作難免會有不正確或不確實的狀況，例如身體姿勢錯誤、手腳沒有按照要求路徑運動、運動行程過短、往復次數不足等，無法被即時糾正及督導落實，使得運動效果經常低於預期目標；另一方面，當練習者動作正確或達到要求時，也沒能得到即時的肯定或相應的回饋，缺乏互動性與激勵效果。

世界智慧財產權組織(WIPO)專利合作條約(PCT)之下的專利文獻WO 2019016406 A1公開了一種可利用互動性影像引導使用者進行健身運動的引導設備及方法，前述引導設備主要是在一全身尺寸的半反射鏡(half-mirror)的背面設置例如液晶顯示器等顯示裝置，讓面向前述半射鏡的使用者可同時看到由半反射鏡反射形成的鏡像以及穿透半反射鏡的前述顯示裝置所顯示的影像畫面，此外，前述引導設備還設有可攝取使用者的「三維影像(3D image)」的偵測裝置(例如飛時測距相機(time-of-flight camera))，用以偵測使用者身體各部位與鏡面的空間相對關係；引導使用者進行健身運動時，依據預設的動作要求，前述影像畫面中會顯示分別對應於使用者的一預定部位(或全身)的至少一目標區，藉以引導使用者進行對應運動以使各預定部位分別位移至一對應位置(或使全身呈現一對應姿勢)，使其透過鏡面看到的自身鏡像中的各預定部位(或全身)到達或疊合前述影像畫面中的對應目標區，前述引導設備再依據使用者的表現給予回饋。其中，為了讓使用者透過鏡面看到的前述目標區能夠與使用者自身的鏡像正確配合，前述引導設備必須以前述偵測裝置持續偵測使用者的眼睛及身體各部位相對於鏡面的高低、左右及前後位置，據以計算各前述目標區在影像畫面中的正確位置及大小，即時調整影像畫面的顯示內容。

美國第9,283,429號專利公開了另一種可利用互動性影像引導使用者進行健身運動的引導設備及方法，主要是以例如攝影機等偵測裝置偵測使用者的身體姿勢，據以在例如電視機等顯示裝置的影像畫面中生成一反映使用者當前姿勢的虛擬替身(virtual avatar)，而且，前述影像畫面中的前述虛擬替身疊壓在一作為前述健身運動當前理想姿勢的虛擬陰影(virtual shadow)上，藉以引導使用者進行對應運動以使前述虛擬替身盡可能與前述虛擬陰影重疊，再依據使用者的表現給予回饋。前述影像畫面中還可能顯示一虛擬教練(virtual trainer)，其以動態方式示範前述健身運動的運動動作供使用者效仿。

在上揭公開技術或類似的先前技術的實務框架中，前述引導設備通常會提供若干內容不同的健身運動讓使用者依需要選擇進行，可想像的，服務提供者要建構一個含有豐富多樣的健身運動的運動程式資料庫時，先不說各健身運動的動作構成及示範內容(例如前述虛擬教練，無論是電腦成像的動畫或是真人演示的影片)的設計製作，光是要為內容已經確定的各健身運動中的各種動作一一設定用以引導及評量使用者動作的運動目標(例如前述目標區或前述虛擬陰影)，就是一件費時費事的工作。此外，輔助實現上揭公開技術的前述偵測裝置(例如飛時測距相機)的性能規格及硬體成本較高，同時，關於圖像顯示的軟體運算也比較複雜，電腦系統的執行負擔較重。

本發明的主要目的在於提供一種健身運動的引導設備，可利用含有動作引導資訊的互動性影像引導使用者進行預定的健身運動，其中，前述動作引導資訊的顯示不需仰賴複雜的偵測及運算，而且，事先在製作健身運動的運動程式時，為各種運動動作設定前述動作引導資訊的作業較為簡單、快速，整體上可降低硬體裝置及軟體開發的成本。

為了達成上揭目的，本發明提供的健身運動的引導設備包含有：一顯示裝置，可在一顯示面上顯示供前述使用者觀看的一影像畫面，前述影像畫面具有一動作檢視區；一偵測裝置，可偵測前述使用者的複數個身體部位的位移；一控制單元，可讀取要引導前述使用者進行的前述健身運動的預備資料、接收前述偵測裝置的偵測內容以及控制前述顯示裝置的顯示內容；前述引導設備引導前述使用者進行前述健身運動的過程中，前述影像畫面中會同時或不同時顯示一示範人像及至少一動作檢核圖像，前述示範人像會示範前述健身運動的運動動作供前述使用者效仿，各前述動作檢核圖像對應於人體的前述複數個身體部位當中的一預定身體部位，各具有一動作提示軌跡及一動作評量，前述動作提示軌跡顯示在前述動作檢視區內的一預定顯示位置並且呈現一預定軌跡樣式，對應於前述使用者當時應進行的前述示範人像所示範的前述運動動作當中的前述預定身體部位的一段運動路徑，前述動作評量指示出前述使用者的前述預定身體部位相對於當時應進行的運動的運動符合程度，前述運動符合程度依據前述偵測裝置所測得的前述使用者的前述預定身體部位的位移而決定；其中，前述預備資料含有前述示範人像的示範內容、各前述動作檢核圖像的顯示時機、各前述動作檢核圖像所對應的前述預定身體部位、各前述動作提示軌跡的預定顯示位置及預定軌跡樣式的對應資料。

藉由本發明的上揭技術，前述引導設備可利用含有前述示範人像及前述動作檢核圖像的影像畫面引導使用者進行預定的健身運動，其中，由於各前述檢核圖像的前述動作提示軌跡是直接依據健身運動的預備資料(運動程式)當中的設定顯示在前述影像畫面中的預定顯示位置並且呈現預定軌跡樣式，不因使用者的體型、位置、動作等而調整變動，所以圖像顯示不需仰賴複雜的偵測及運算，而且，事先在製作運動程式時，為各種運動動作設定前述動作檢核圖像的作業較為簡單、快速，整體上可降低硬體裝置及軟體開發的成本。

在本發明的一個可能實施方式中，前述偵測裝置可偵測前述使用者的五個身體部位的位移，前述五個身體部位分別位在前述使用者的身體中心線、左手、左腳、右手及右腳；各前述動作提示軌跡是以前述動作檢視區內的一預定座標作為顯示位置的基準點，前述預定座標是預先由若干備選座標當中選定一者，該等備選座標中的至少一備選座標位在前述動作檢視區的寬度中央，該等備選座標中的複數備選座標縱向排列在前述動作檢視區的左半邊，該等備選座標中的複數備選座標縱向排列在前述動作檢視區的右半邊。藉此，前述引導設備能引導使用者進行包含全身動作的健身運動，過程中，使用者可(搭配觀看前述示範人像的示範動作)由事先適當設定的各前述動作提示軌跡的顯示位置及軌跡樣式直觀辨識其所對應的身體部位。

在本發明的一個可能實施方式中，前述引導設備還包含有一半反射鏡，前述半反射鏡設在前述顯示面面向前述使用者的一側；前述引導設備引導前述使用者進行前述健身運動時，面向前述半反射鏡的前述使用者可同時看到由前述半反射鏡反射形成的鏡像以及穿透前述半反射鏡的前述影像畫面，而且前述使用者可看到自身的鏡像與前述影像畫面的前述動作檢視區重疊。藉此，使用者可(搭配觀看前述示範人像的示範動作)由事先適當設定的各前述動作提示軌跡與自身鏡像的相對位置直觀辨識其所對應的身體部位。

在本發明的一個可能實施方式中，前述引導設備還包含有一攝像裝置，前述攝像裝置可由前述顯示面所在的方向往前述使用者所在的方向拍攝影像；前述引導設備引導前述使用者進行前述健身運動時，前述影像畫面的前述動作檢視區內會顯示一即時影像，前述即時影像與前述攝像裝置所拍攝的原始影像左右鏡射。藉此，使用者可(搭配觀看前述示範人像的示範動作)由事先適當設定的各前述動作提示軌跡與前述即時影像中的自身影像的相對位置直觀辨識其所對應的身體部位。

在本發明的一個可能實施方式中，各前述動作提示軌跡是以前述動作檢視區內的一預定座標作為顯示位置的基準點，前述預定座標是預先由若干備選座標當中選定一者；各前述動作提示軌跡的前述預定軌跡樣式是預先由若干備選軌跡樣式當中選定一者，該等備選軌跡樣式包含有：顯示在前述基準點上方/下方的縱向直線、顯示在前述基準點左方/右方的水平直線、顯示在前述基準點左上方/右下方的向左傾斜45度的直線、顯示在前述基準點右上方/左下方的向右傾斜45度的直線、以前述基準點為圓心且圓弧凹口朝左上/朝左下/朝右上/朝右下的四分之一圓弧線、以前述基準點為圓心且圓弧凹口朝上/朝下/朝左/朝右的二分之一圓弧線。藉此，事先在製作運動程式時，對於各身體部位的各種動作都可簡單地設定出適當的前述動作提示軌跡。

在本發明的一個可能實施方式中，各前述動作提示軌跡具有相對二端，並且呈現出其中一端為起點端而另一端為終點端，由前述起點端沿著前述動作提示軌跡往前述終點端的方向，對應於前述使用者當時應進行的前述示範人像所示範的前述運動動作當中的前述預定身體部位的一段運動軌跡的運動方向；前述運動符合程度依據包含前述使用者的前述預定身體部位的位移方向在內的偵測結果而決定。藉此，前述動作檢核圖像給予使用者的提示更加明確、評量更加嚴謹，引導性較高。

在本發明的一個可能實施方式中，各前述動作提示軌跡具有相對二端，其中一端定義為起點端而另一端定義為終點端；各前述動作評量具有一長度可變的度量條；各前述動作檢核圖像所對應的前述預定身體部位的前述運動符合程度愈高，對應的前述度量條就由對應的前述動作提示軌跡的前述起點端沿著前述動作提示軌跡往前述終點端延伸得愈長。藉此，使用者可由前述度量條的長短直觀認知自己的某身體部位在對應的運動路徑上的運動符合程度。

在本發明的一個可能實施方式中，當前述度量條由對應的前述動作提示軌跡的前述起點端延伸到前述終點端時，在前述終點端會顯示一達標指示。藉此，使用者更容易即時得知自己的某身體部位的運動達到要求標準，並因而得到激勵。

在本發明的一個可能實施方式中，前述健身運動由若干運動小節接續而成，各前述運動小節具有至少一檢核時段；前述預備資料含有各前述運動小節的各前述檢核時段預定的前述動作檢核圖像的數目、各前述動作檢核圖像所對應的前述預定身體部位、各前述動作提示軌跡的預定顯示位置及預定軌跡樣式的對應資料；前述引導設備引導前述使用者進行前述健身運動的過程中，在各前述運動小節的各前述檢核時段，前述影像畫面中會顯示前述檢核時段預定的前述動作檢核圖像。藉此，具有各種動作構成的各種健身運動的預備資料(運動程式)得以組織化。

在本發明的一個可能實施方式中，前述引導設備引導前述使用者進行前述健身運動的過程中，至少局部時段的前述影像畫面中會同時顯示複數個前述動作檢核圖像，而且，前述影像畫面中會顯示一整體評量，前述整體評量是依據當時的前述影像畫面中所有的前述動作檢核圖像的前述動作評量而決定。藉此，前述引導設備能更良好地引導使用者進行動作較複雜的健身運動，而且使用者可得知自己的運動動作相較於示範動作的整體符合程度。

1:引導設備

2:使用者

2’:使用者鏡像

4:地面

6:牆壁

10:框架

20:半反射鏡

30:顯示裝置

31:影像畫面

32:示範人像

33:動作名稱

34:剩餘時間

35A:動作檢核圖像

35B:動作檢核圖像

351:動作提示軌跡

352:動作評量(度量條)

353:起點端

354:終點端

355:達標指示

36:動作檢視區

37:整體評量

38:計次指示

40:揚聲裝置

50:偵測裝置

60:控制單元

70:通訊裝置

80:儲存裝置

92:便攜裝置

94:網路

96:資料庫

C:基準點

C1~C9:備選座標

P1~P15:人體部位

T1~T24:備選軌跡樣式

以下將搭配附圖詳細說明本發明的可能實施方式及其功效等，其中：

圖1是本發明一較佳實施例的引導設備的外觀及使用示意圖；

圖2是本發明一較佳實施例的引導設備及其週邊設備的方塊示意圖；

圖3A及圖3B各是本發明一較佳實施例當中的影像畫面的一例示性顯示內容；

圖4A及圖4B均是本發明一較佳實施例當中的偵測裝置可能偵側的人體身體部位示意圖；

圖5是本發明一較佳實施例當中的備選座標一覽；

圖6A至圖6G是本發明一較佳實施例當中的備選軌跡樣式一覽。

如圖1示意，本發明提供的健身運動的引導設備1可引導一使用者2進行例如健身操、有氧舞蹈、皮拉提斯、瑜珈、重量訓練等健身運動，在本實施例中，引導設備1具有一長方形框架10，以及一如同被裱框在框架10中的半反射鏡(half-mirror)20(註：雖然名為半反射鏡，但不限定其反射率及穿透率各為50%)，前述框架10可能架立在地面4上、斜靠在牆壁6上，或是掛設、釘設、嵌設在牆壁6上，總之使前述半反射鏡20面向適合進行健身運動的室內空間，而且，前述半反射鏡20具有適當的縱長及橫寬，使得站在半反射鏡20前方大約1至3公尺內的使用者2基本上可經由鏡面反射看到自己全身的鏡像2’(註：圖1中的鏡像位置示意使用者2視覺感知上的鏡像(一種虛像)所在位置)。依據設置方式的不同，前述半反射鏡20的鏡面可能垂直於地面4，也可能具有些微仰角，例如10度左右。當然，本發明也可能實施成前述鏡面的角度可供使用者依個人需求手動調整，例如半反射鏡相對於框架可依一橫向樞軸偏轉，或是框架本身的角度可供調整。此外，本案申請人曾經提出一件技術領域相同的中國專利申請案(申請號202010005036.4，創作名稱「健身用智能鏡子」)，其中的半反射鏡會隨著使用者的頭部位置而自動調整角度，以利使用者觀看自身鏡像，相關技術亦可應用於本發明中。

前述框架10的背側設有一位在半反射鏡20後方的顯示裝置30(參閱圖2當中示意)，具體上採用例如液晶顯示器、電漿顯示器、有機發光二極體顯示器等平板顯示器，其螢幕表面(顯示面)平貼或貼近於半反射鏡20的背面，可顯示一全彩且高解析的影像畫面31，前述影像畫面31的縱向長度短於半反射鏡20的鏡面長度，左右寬度則幾近於半反射鏡20的鏡面寬度，畫面長寬相對於鏡面長寬分別居中，畫面範圍約佔鏡面的八至九成面積。當顯示裝置30受到驅控而顯示具有足夠亮度的影像畫面31時，面向半反射鏡20的使用者2可同時看到由半反射鏡20反射形成的鏡像，以及光線由後往前穿透半反射鏡20的影像畫面31，而且，使用者2會在鏡面中看到自身鏡像2，與影像畫面31重疊(如圖3A、3B示意)。結合半反射鏡與顯示裝置以使鏡中顯現電子圖像屬於現有技術，例如近來所謂「智能鏡子(smart mirror)」已普遍應用，此處省略說明其技術細節。

依據引導設備1的使用狀態及使用進程，顯示裝置30受控顯示的影像畫面31可能具有截然不同的內容構成，例如開機畫面、待機畫面、讓使用者選擇運動的畫面、引導使用者進行運動的畫面、呈現使用者運動結果的畫面等，以下僅就引導設備1在引導使用者2進行健身運動的過程中，要求且推定使用者2正在進行指定的運動動作的時段，以例示的方式說明該時段下的影像畫面31的內容構成。

如圖3A、3B示意，引導設備1引導使用者2進行健身運動的過程中，前述影像畫面31中會顯示一示範人像32，前述示範人像32會以動態方式示範健身運動的運動動作供使用者效仿，其可能是預錄影片中的真人影像，也可能是利用電腦成像(computer-generated imagery)技術預製動畫或即時演算的人形角色，或者只是幾張輪流顯示的人物圖案(類似電腦領域中的GIF動畫)。考慮到使用者2效仿示範人像32進行健身運動的直覺性，影像畫面31中所顯示的示範人像32通常呈現全身正面姿態，換言之，示範人像32與(基本上保持面向影像畫面31的)使用者2如同面對面，如此，例如當示範人像32舉起左手時會誘使使用者2舉起右手，而舉起右手的使用者2經由鏡面看到的自身鏡像2’會仿似示範人像32的姿態，包含面向相同、姿勢相似。當然，基於示範上的必要，有時可能會短暫顯示或額外顯示示範人像32的背面、側面、局部放大等其他視角或視點，例如顯示雙手在背後互勾或合掌的動作、顯示深蹲動作的側視姿態等。前述示範人像32的大小及位置可供使用者2依個人喜好選擇：在圖3A所示的顯示模式中，示範人像32相對較大，而且位在影像畫面31的中央區域，通常會與使用者2所看到的自身鏡像2’大部分重疊；在圖3B所示的顯示模式中，示範人像32相對較小，而且偏靠影像畫面31的角落，避免或減少與使用者2所看到的自身鏡像2’重疊。

影像畫面31中的適當位置會顯示正在進行的運動動作的動作名稱33及剩餘時間34，還可能顯示例如接著將進行的運動動作的動作名稱、本次健身運動的整體進程(圖中未示)等資訊。

引導設備1除了會透過顯示裝置30呈現各種動態或靜態的視覺訊息供使用者2觀看，還會透過一揚聲裝置40播放能協助引導使用者的語音訊息，例如對運動動作的講解、適時提醒該注意的地方、反覆動作的計次、激勵使用者的話語等。一般來說，如果示範人像32來自於預先錄製的真人(教練)演示影片，就會同步播放錄製當時教練引領進行健身運動的語音內容。揚聲裝置40也可在引導過程中播放背景音樂及音效。

引導設備1具有一可偵測使用者2的複數個身體部位的位移的偵測裝置50，主要是以設置在前述框架10頂部的攝像裝置持續拍攝引導設備1前方的影像，並且利用特定的影像辨識技術辨識出前述影像當中的使用者的姿勢及動作。現有技術中存在許多專門進行前述影像辨識的演算法，基本原理大多是在影像中識認或推測出人體的例如頭部、肩部、肘部、腕部、膝部、踝部等重要部位(稱為「關鍵點(key point)」)所在位置，再正確連結成一人形架構(稱為「骨骼(skeleton)」)，並且持續追蹤各身體部位的位移，以掌握影像中的人物的姿勢及動作。實務上，使用僅能攝取二維影像的普通攝像裝置並搭配適當的演算法(例如「OpenPose」之類)即能實現前述偵測功能，但如果輔以可感測影像深度的3D感測模組(工作原理有「飛行時間(time-of-flight)」、「結構光(structured light)」、「立體視覺(stereo vision)」等幾大類)，例如美國微軟公司的Kinect系統所使用的人體偵測技術，可能提昇偵測的正確性及精準度。

如圖4A示意，本實施例中的偵測裝置50可以偵測人體的十五個身體部位(關鍵點)的位置及位移，分別是位在身體中心線的頭部P1、軀幹頂端P2、軀幹底端P3，位在身體左半邊的左肩部P4、左手肘部P5、左手腕部P6、左髖部P7、左腳膝部P8、左腳踝部P9，以及位在身體右半邊的右肩部P10、右手肘部P11、右手腕部P12、右髖部P13、右腳膝部P14、右腳踝部P15。在一個簡化版本中，偵測裝置50可以偵測人體的五個身體部位的位置及位移，前述五個身體部位分別位在人體的身體中心線(例如頭部P1及軀幹頂端P2擇一)、左手(例如肘部P5及腕部P6擇一)、左腳(例如膝部P8及踝部P9擇一)、右手(例如肘部P11及腕部P12擇一)及右腳(例如膝部P14及踝部P15擇一)。如圖4B示意，藉由追蹤前述各身體部位的位移，可以掌握人體的姿勢及動作。圖中的關鍵點被若干線條連結成前述骨骼，但在偵測過程或結果中不一定會出現。

在本發明的其他實施方式中，可能採用不同的裝置及原理來偵測使用者的複數個身體部位的位移，例如，參考現有技術中各種動作捕捉系統(motion capture system)的偵測原理，可以在使用者的頭部及四肢等部位分別配帶由加速度計及陀螺儀組成的慣性感測器，直接獲取各部位的運動方向及運動速度等資訊；或者也可以在使用者的頭部及四肢等部位分別黏貼反光球之類的標記物(marker)，以對應的攝像裝置拍攝使用者，基於影像中該等標記物的位置關係及位置變化演算出使用者的姿勢及動作。現有技術中還有若干其他原理的動作捕捉系統，均可應用作為本發明中的前述偵測裝置，在此不一一列舉。

引導設備1具有一控制單元60，某種程度上類似各種電腦設備當中的以中央處理器或微處理器為主的運算及控制核心，其與前述顯示裝置30、揚聲裝置40及偵測裝置50電性連接，可以控制顯示裝置30的顯示內容及揚聲裝置40的發聲內容，以及接收偵測裝置50的偵測內容。此外，控制單元60與一儲存裝置80電性連接，可以存取(access)前述儲存裝置80持續保存或短期暫存的資料，包含要引導使用者進行的健身運動的預備資料(以下或稱運動程式)。控制單元60還與一通訊裝置70電性連接，可以透過通訊裝置70連接至設備外部的網路94，包含區域網路(LAN)及廣域網路(WAN)，以下載來自本地或遠端的資料庫96的資料，包含前述運動程式，並予以保存或暫存在前述儲存裝置80，相反地，也可經由前述網路94將資料上傳至前述資料庫96，例如使用者的運動結果。同時，控制單元60還可經由通訊裝置70與使用者2擁有的便攜裝置92(例如智慧型手機、智慧型手錶、平板電腦、筆記型電腦等)形成有線或無線的雙向通訊連接，使能將特定資料傳送至前述便攜裝置92，以及接收來自前述便攜裝置92的特定資料。前述控制單元60與各種裝置之間的控制及通訊的具體技術並不屬於本發明的創作範疇，相關部分直接應用適合的現有技術即可。圖2中的方塊之間的箭頭只是簡單示意資料或資訊的傳送方向，不代表物理上或邏輯上的資料匯流排連接方式或網路拓撲(network topology)，實務上可能需要其他的中介裝置。

在本實施例中，使用者2可以透過前述便攜裝置92對引導設備1下達各種指令。以選擇健身運動為例，可能是前述控制單元60將選單資料傳送至使用者2的便攜裝置92(通常交由特定應用程式處理)，使用者2在其便攜裝置92上進行選擇，對應指令再傳回控制單元60。在其他實施方式中，引導設備1可能具有控制面板、觸控螢幕、語音辨識系統或手勢辨識系統等輸入介面，讓使用者2能以按鍵、觸控、語音控制或手勢控制等方式下達指令。

引導設備1引導使用者進行健身運動的過程中，前述影像畫面31中會顯示至少一動作檢核圖像35A、35B，前述動作檢核圖像35A、35B可能與前述示範人像32同時顯示，也可能不同時顯示，後者例如在示範人像32停止示範甚至消失之後才出現動作檢核圖像35A、35B。各動作檢核圖像35A/35B對應於人體的可被前述偵測裝置50偵測位移的複數個身體部位當中的一預定身體部位，以圖3A為例，顯示在影像畫面31左側大約中間高度的動作檢核圖像35A對應於人體的左手腕部，即圖4A中的P6，顯示在影像畫面31右側較高處的動作檢核圖像35B對應於人體的右手腕部，即圖4A中的P12。各動作檢核圖像35A/35B具有一動作提示軌跡351及一動作評量352，前述動作提示軌跡351顯示在影像畫面31中的一預定顯示位置並且呈現一預定軌跡樣式，例如圖中例示的四分之一圓弧線，對應於使用者2當時應進行的前述示範人像32所示範的運動動作當中的前述預定身體部位的一段運動路徑。其中，各動作檢核圖像35A/35B所對應的前述預定身體部位，以及各動作提示軌跡351的前述預定顯示位置及預定軌跡樣式，都事先設定在前述運動程式中。

如圖5所示，前述影像畫面31具有一約佔畫面八成面積的動作檢視區36(註：其邊界並不會如圖5所示顯現在影像畫面31中)，基本上，使用者2透過鏡面看到的自身鏡像2’絕大部分會映現在前述動作檢視區36內，同時，所有的前述動作提示軌跡351都會顯示在前述動作檢視區36內，更具體來說，各動作提示軌跡351是以動作檢視區36內的一預定座標作為顯示位置的基準點，而前述預定座標是預先由若干備選座標當中選定一者記錄在前述運動程式中。如圖5所示，本實施例中備有9個備選座標C1~C9，共同排列成一3乘3的矩形陣列，位在前述陣列正中央的備選座標C5被設定在動作檢視區36的正中央位置，換言之，前述陣列中的左側縱列、右側縱列及中間縱列分別位在動作檢視區36的左半邊、右半邊及寬度中央，而且各自具有縱向排列的高、中、低三個備選座標。

另一方面，各動作提示軌跡351的前述預定軌跡樣式也是預先由若干備選軌跡樣式當中選定一者記錄在前述運動程式中，圖6A至圖6G列示了本實施例中的所有備選軌跡樣式T1~T24，單就軌跡的線形來看，該等備選軌跡樣式T1~T24可簡單區分為縱向直線、水平直線、傾斜45度的直線、四分之一圓弧線及二分之一圓弧線五大類。進一步而言，前己述及，各動作提示軌跡351是以前述動作檢視區36中的一預定座標作為顯示位置的基準點，所以各備選軌跡樣式設定了與前述基準點C的位置相對關係，依此觀之，該等備選選軌跡樣式T1~T24可再細分為：顯示在基準點C上方/下方的縱向直線T1/T5、顯示在基準點C左方/右方的水平直線T7/T3、顯示在基準點C左上方/右下方的向左傾斜45度的直線T8/T4、顯示在基準點C右上方/左下方的向右傾斜45度的直線T2/T6、以基準點C為圓心且圓弧凹口朝左下/朝左上/朝右上/朝右下的四分之一圓弧線T9及T16/T10及T15/T11及T14/T12及T13、以基準點C為圓心且圓弧凹口朝左/朝右/朝上/朝下的二分之一圓弧線T17及T20/T18及T9 /T22及T24/T21及T23。

更具體來說，各動作提示軌跡351具有相對二端，其中一端定義為起點端353而另一端定義為終點端354，並以可供區辨的方式顯示，例如圖3A中所示的動作提示軌跡351的終點端354具有明顯的圓形標的，而且軌跡351本身呈現出漸層色彩由起點端往終點端流動(圖中未示)。由前述起點端353沿著動作提示軌跡351往前述終點端354的方向，對應於使用者2當時應進行的前述示範人像32所示範的運動動作當中的前述預定身體部位的一段運動軌跡的運動方向。

依此觀之，該等備選軌跡樣式T1~T24包含有：由下往上/由上往下的縱向直線T1/T5、由右往左/由左往右的水平直線T7/T3、由右下往左上/由左上往右下的向左傾斜45度的直線T8/T4、由左下往右上/由右上往左下的向右傾斜45度的直線T2/T6、由圓心的12點鐘位置往3點鐘位置/由圓心的3點鐘位置往6點鐘位置/由圓心的6點鐘位置往9點鐘位置/由圓心的9點鐘位置往12點鐘位置/由圓心的12點鐘位置往9點鐘位置/由圓心的9點鐘位置往6點鐘位置/由圓心的6點鐘位置往3點鐘位置/由圓心的3點鐘位置往12點鐘位置的四分之一圓弧線T9/T10/T11/T12/T13/T14/T15/T16、由圓心的12點鐘位置依順時鐘方向往6點鐘位置/由圓心的6點鐘位置依順時鐘方向往12點鐘位置/由圓心的12點鐘位置依逆時鐘方向往6點鐘位置/由圓心的6點鐘位置依逆時鐘方向往12點鐘位置/由圓心的9點鐘位置依順時鐘方向往3點鐘位置/由圓心的3點鐘位置依順時鐘方向往9點鐘位置/由圓心的3點鐘位置依逆時鐘方向往9點鐘位置/由圓心的9點鐘位置依逆時鐘方向往3點鐘位置的二分之一圓弧線T17/T18/T19/T20/T21/T22/T23/T24。

搭配圖3A及圖5可以看出，顯示在影像畫面31左側大約中間高度的動作檢核圖像35A的動作提示軌跡351，其實是以座標C4作為顯示位置的基準點，呈現以前述基準點為圓心且由圓心的9點鐘位置依逆時鐘方向往6點鐘位置的四分之一圓弧線的軌跡樣式T14；顯示在影像畫面31右側較高處的動作檢核圖像35B的動作提示軌跡351，其實是以座標C3作為顯示位置的基準點，呈現以前述基準點為圓心且由圓心的3點鐘位置依逆時鐘方向往12點鐘位置的四分之一圓弧線的軌跡樣式T16。

除了圖6A至圖6G所示的備選軌跡樣式T1~T24，當然也允許其他形狀的軌跡樣式，例如橢圓弧、類似L字形的直角彎折等，此外，軌跡樣式也可能是封閉軌跡，例如圓形、三角形等。

各動作檢核圖像35A/35B的前述動作評量352指示出使用者2的前述預定身體部位相對於當時應進行的運動的運動符合程度，前述運動符合程度依據前述偵測裝置50所偵測到的使用者2的前述預定身體部位的位移而決定。更嚴謹的，前述運動符合程度依據包含使用者2的前述預定身體部位的位移方向在內的偵測結果而決定。本實施例中的動作評量352具體上以一長度可變的度量條表現，各動作檢核圖像35A/35B所對應的前述預定身體部位的前述運動符合程度愈高，對應的前述度量條就由對應的動作提示軌跡351的起點端353沿著動作提示軌跡351往終點端353延伸得愈長。當前述度量條(即動作評量352)由對應的動作提示軌跡351的起點端353延伸到終點端354時，在前述終點端354會顯示一達標指示355。本發明中的動作評量可能以其他形式呈現，例如滿分100分的數值制，或是S(優)、A(良)、B(可)、C(不可)之類的等級制。影像畫面31中的適當位置會顯示一整體評量37，前述整體評量37是依據當時的影像畫面31中所有的動作檢核圖像35A/35B的前述動作評量而決定。如果某個運動動作被要求反覆進行數次，則影像畫面31中會顯示計次指示38，而且每一次的運動動作會有一個對應的前述整體評量37。

在本發明的應用實務中，各健身運動由若干運動小節接續而成，各運動小節具有至少一檢核時段；各前述運動程式含有前述示範人像示範各運動小節的身體動作的示範內容、各運動小節的各前述檢核時段預定的前述動作檢核圖像的數目、各前述動作檢核圖像所對應的前述預定身體部位、各前述動作提示軌跡的預定顯示位置及預定軌跡樣式的對應資料。引導設備1引導使用者2進行健身運動的過程中，在各運動小節的各前述檢核時段，前述影像畫面31中會顯示前述檢核時段預定的動作檢核圖像。

在本發明的一個可能實施方式中，顯示裝置所顯示的影像畫面尺寸明顯小於鏡面尺寸及/或位置錯開鏡面的中央區域，而且各動作檢核圖像依據預先設定顯示在示範人像的對應身體部位附近，例如，用以引導左手動作的動作檢核圖像就顯示在示範人像當時的左手附近；在這樣的安排下，雖然動作檢核圖像的顯示位置沒有良好對應使用者透過鏡面看到的自身鏡像，但使用者仍可由示範人像的動作及各動作檢核圖像中的動作評量，自我要求及校正各對應身體部位的動作。

在本發明的其他實施方式中，可能以不同形式的顯示裝置及顯示方法取代上揭較佳實施例中的將平板顯示器貼合在半反射鏡的背面，例如，以投影機(作為顯示裝置)將影像畫面投射到半反射鏡的背面，或是投射到一般平面鏡的正面，如此，使用者仍可看到自身鏡像與影像畫面重疊顯示或併列顯示，其中，鏡面取代了前述平板顯示器的螢幕表面，形成可供使用者觀看影像畫面的顯示面。

在本發明的一個可能實施方式中，引導設備並沒有半反射鏡或一般平面鏡讓使用者觀看由鏡面反射形成的自身鏡像，取而代之，引導設備具有一攝像裝置，前述攝像裝置可由前述顯示面(例如平板顯示器的螢幕表面)所在的方向往使用者所在的方向拍攝影像；引導設備引導使用者進行健身運動時，影像畫面中的前述動作檢視區內會顯示一即時影像，前述即時影像與前述攝像裝置所拍攝的原始影像左右鏡射，也就是說，使用者觀看前述即時影像中的自己，會類似透過前方的鏡面觀看自己。也可能以投影機(作為顯示裝置)將含有前述即時影像的影像畫面投射到投影用布幕或牆壁上，在這樣的例子中，投影用布幕或壁面即形成可供使用者觀看影像畫面的顯示面。

在本發明的一個可能實施方式中，引導設備既沒有鏡子也沒有攝像裝置，換言之，使用者不能看到自己的動作，但藉由使各動作檢核圖像顯示在示範人像的適當位置，例如用以引導左手動作的動作檢核圖像就顯示在示範人像的左手附近，如此，使用者仍可能由示範人像及動作檢核圖像得知自己各身體部位的運動符合程度，進而自我要求及修正。

本發明中的顯示裝置也可能是頭戴式顯示器(俗稱VR眼鏡)。

藉由本發明的上揭技術，引導設備1可利用含有示範人像32及動作檢核圖像35A、35B的影像畫面31引導使用者1進行預定的健身運動，其中，由於各動作檢核圖像35A、35B的前述動作提示軌跡351是直接依據運動程式當中的設定顯示在影像畫面31中的預定顯示位置並且呈現預定軌跡樣式，不因使用者的體型、位置、動作等而調整變動，所以圖像顯示不需仰賴複雜的偵測及運算，而且，事先在製作運動程式時，為各種運動動作設定前述動作檢核圖像的作業較為簡單、快速，整體上可降低硬體裝置及軟體開發的成本。

依據實施方式，本發明可能達成的功效還包含：

一、能引導使用者進行包含全身動作的健身運動，過程中，使用者可(搭配觀看前述示範人像32的示範動作)由事先適當設定的各動作提示軌跡351的顯示位置及軌跡樣式直觀辨識其所對應的身體部位。

二、使用者可(搭配觀看前述示範人像32的示範動作)由事先適當設定的各動作提示軌跡351與自身鏡像的相對位置直觀辨識其所對應的身體部位。

三、使用者可(搭配觀看前述示範人像32的示範動作)由事先適當設定的各動作提示軌跡351與前述即時影像中的自身影像的相對位置直觀辨識其所對應的身體部位。

四、事先在製作運動程式時，對於各身體部位的各種動作都可簡單地設定出適當的動作提示軌跡351。

五、採用具有方向要素的動作提示軌跡351及動作評量352時，前述動作檢核圖像35A、35B給予使用者的提示更加明確、評量更加嚴謹，引導性較高。

六、使用者可由前述度量條的長短直觀認知自己的某身體部位在對應的運動路徑上的運動符合程度。

七、使用者更容易即時得知自己的某身體部位的運動達到要求標準，並因而得到激勵。

八、具有各種動作構成的各種健身運動的運動程式得以組織化。

九、能更良好地引導使用者進行動作較複雜的健身運動，而且使用者可得知自己的運動動作相較於示範動作的整體符合程度。