阅读说明：本技术 一种基于OpenPose算法的术后康复方法及其数据采集装置支架 (OpenPose algorithm-based postoperative rehabilitation method and data acquisition device support thereof ) 是由 周晋 李晶晶 曾杰 侯科宇 *** 贺易楠 于 2020-06-28 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种基于OpenPose算法的术后康复方法,其技术方案要点是包括以下步骤：步骤1：终端通过其内置摄像头对需要居家康复的对象进行视频采集；步骤2：将视频数据经过终端进行压缩编码,便于传输；步骤3：终端将数据上传至服务器；步骤4：服务器对数据进行解码；步骤5：将数据传输至相应终端,确定算法使用在线模式或者离线模式；步骤6：根据算法模式算出最终结果显示屏幕终端；该术后康复方法能够有效的检测患者在家的康复情况并且辅助其完成康复动作,并且能够远程分析病人的运动协调性或者康复情况,且技术投入成本较低便于实现。(The invention discloses an OpenPose algorithm-based postoperative rehabilitation method, which has the technical scheme key points that the method comprises the following steps: step 1: the terminal carries out video acquisition on an object needing home rehabilitation through a built-in camera of the terminal; step 2: the video data is compressed and encoded through a terminal, so that the transmission is convenient; and step 3: the terminal uploads the data to the server; and 4, step 4: the server decodes the data; and 5: transmitting the data to a corresponding terminal, and determining whether an algorithm uses an online mode or an offline mode; step 6: calculating a final result display screen terminal according to the algorithm mode; the postoperative rehabilitation method can effectively detect the rehabilitation condition of the patient at home and assist the patient to complete the rehabilitation action, can remotely analyze the movement coordination or the rehabilitation condition of the patient, and has low technical input cost and convenient implementation.)

一种基于OpenPose算法的术后康复方法及其数据采集装置 支架

技术领域

本发明涉及一种基于OpenPose 算法的术后康复方法及其数据采集装置支架。

背景技术

经历过下肢手术或运动拉伤后，均需要进行特定的康复训练，专业的康复训练能够确保伤后恢复到原有的运动水平；反之，如果康复不到位，则形成不可逆的运动功能损伤。然而，在医院开展康复训练的主要问题是医院场地和康复治疗师有限，需要预约且训练时间短，不能全面覆盖康复期；同时，在院康复费用高，普遍收费为300～500元/小时，如完成整个康复周期需要花费数万元费用，康复成本高，通常情况下，医生建议患者居家进行行走或事特定动作的康复训练，然而，患者的康复效果和运动效果并不能及时的反馈给医生，从而进行及时的康复效果评价。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种基于OpenPose 算法的术后康复方法及其数据采集装置支架，该术后康复方法能够有效的检测患者在家的康复情况并且辅助其完成康复动作,并且能够远程分析病人的运动协调性或者康复情况，且技术投入成本较低便于实现。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种基于OpenPose 算法的术后康复方法，包括以下步骤：

步骤1：终端通过其内置摄像头对需要居家康复的对象进行视频采集；

步骤2：将视频数据经过终端进行压缩编码，便于传输；

步骤3：终端将数据上传至服务器；

步骤4：服务器对数据进行解码；

步骤5：将数据传输至相应终端，确定算法使用在线模式或者离线模式；

步骤6：根据算法模式算出最终结果显示屏幕终端。

进一步的，步骤5中选择在线模式：骨骼关键点检测、姿态识别；

步骤61：识别数据下载至终端；

步骤62：根据任务终端进行逻辑判断；

步骤63：终端显示姿态识别结果显示屏幕终端。

进一步的，步骤5选择离线模式：骨骼关键点检测、姿态识别；

步骤64：运动协调性评估；

步骤65：医生评估对象康复状况并调节康复策略；

步骤66：发送更新后的康复策略至终端显示屏幕终端。

进一步的，OpenPose 算法识别包括以下步骤：

步骤7：视频/图片输入；

步骤8：神经网络预测；

步骤9：找到骨骼关节坐标；

步骤10：确定关节连接方式；

步骤11：将关节拼接成人体；

步骤12：将每个人的各关节坐标输出；

步骤13：得出最终结果显示屏幕终端。

一种基于OpenPose 算法的数据采集装置支架，包括显示屏幕和可移动的支架，所述显示屏与支架之间可拆卸连接，所述支架可升降，所述支架下方设置有用于与地面抵触的抵触件，所述支架上还设置有用于推动支架滚动的滚动组件，所述滚动组件能够被撑起远离地面。

进一步的，所述支架包括有至少两根的支杆，支杆之间设置有连接块，所述连接块用于将多根支杆连接在一起，所述支杆包括上杆以及下杆，所述上杆套设于下杆外部，所述上杆能够沿着下杆的长度方向往复滑移，所述上杆上固定有***块，所述***块能够随着上杆移动，所述***块内设置有插槽，所述插槽用于供外部紧固钉***固定。

进一步的，所述滚动组件设置于下杆上，所述滚动组件包括第一旋转杆和第二旋转杆，所述第一旋转杆的下方设置有滚动轮，所述第一旋转杆、第二旋转杆以及下杆之间围设呈三角结构设置。

进一步的，所述下杆上设置有固定杆，所述第二旋转杆上设置有供固定杆***的固定槽，当固定杆端部***至固定槽内时，下杆、固定杆以及第二旋转杆围设形成三角结构。

本发明的有益效果：1、在线模式和离线模式进行相互协调，能够有效的辅助患者在家进行康复动作的训练。

2、通过数据采集装置支架的设置，能够方便并且有效的移动数据采集装置，为患者提供了便利性。

附图说明

图1为术后康复方法的模块示意图；

图2为OpenPose 算法模块示意图；

图3为显示屏与支架之间的连接结构图；

图4为支架的具体结构示意图；

图5为支架底部的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明进一步详细说明。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“底面”和“顶面”、“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

参照图1所示，本实施例的一种基于OpenPose 算法的术后康复方法，包括以下步骤：

步骤1：终端通过其内置摄像头对需要居家康复的对象进行视频采集；步骤2：将视频数据经过终端进行压缩编码，便于传输；步骤3：终端将数据上传至服务器；步骤4：服务器对数据进行解码；步骤5：将数据传输至相应终端，确定算法使用在线模式或者离线模式；步骤6：根据算法模式算出最终结果显示屏幕终端。

上述具体改进为：离线模式是指：病人在进行一段时间康复训练之后，情况肯定有所变化，病人可以通过录制走路视频，然后服务器通过各关节角度计算CRP分析其运动协调性，给出量化参数。这样医生在有空的时候，就可以通过观看病人的走路视频，和量化参数调整康复训练手段，更新康复任务，而且离线模式分析运动协调性，连续相对相位，这种比较专业的数据，数据晦涩难懂，病人是看不懂的，只有医生和系统才知道这些数据代表什么，离线分析是记录病人康复状况后分析。

术后康复状态离线粉丝模式工作方式有如下步骤：

①终端（运动康复辅助设备）通过其内置摄像头对需要居家康复的对象进行视频采集。

②视频数据经过终端进行压缩编码，便于传输。

③终端将数据上传至服务器。

④服务器对数据进行解码。

⑤服务器运用OpenPose 算法，对视频人物进行姿态识别，得到各关键点数据。

⑥服务器利用骨骼关节点数据，计算连续相对相位（ContinuousRelativePhase）,并评估对象运动协调性。

⑦医生根据对象运动协调性评估术后康复状况并调节康复策略，下达新的康复任务。

⑧服务器将新的康复策略发送至终端，终端更新康复任务。

作为改进的一种具体实施方式，步骤5中选择在线模式：骨骼关键点检测、姿态识别；步骤61：识别数据下载至终端；步骤62：根据任务终端进行逻辑判断；步骤63：终端显示姿态识别结果显示屏幕终端。

上述具体改进为：在线模式是指：医生已经给了病人具体的康复动作任务，需要病人按时完成，因此需要病人使用终端（手机）打开摄像头，使用姿态分析分析病人完成情况，并给出完成提出(可以在完成过程中给语音提示)，全部过程由系统自动完成，全程不需要医生通过参与。

术后康复训练实时分析模式工作方式有如下步骤：

①终端（运动康复辅助设备）通过其内置摄像头对需要居家康复的对象进行视频采集。

②视频数据经过终端进行压缩编码，便于传输。

③终端将数据上传至服务器。

④服务器对数据进行解码。

⑤服务器运用OpenPose 算法，对视频人物进行姿态识别，得到各关键点数据。

⑥服务器将识别数据发送回终端。

⑦终端根据任务需求，利用骨骼关键点数据，判断对象是否完成指定术后康复动作。

⑧终端屏幕显示逻辑判断结果。

作为改进的一种具体实施方式，步骤5选择离线模式：骨骼关键点检测、姿态识别；步骤64：运动协调性评估；步骤65：医生评估对象康复状况并调节康复策略；步骤66：发送更新后的康复策略至终端显示屏幕终端。

作为改进的一种具体实施方式，参照图2所示：OpenPose 算法识别包括以下步骤：步骤7：视频/图片输入；步骤8：神经网络预测；步骤9：找到骨骼关节坐标；步骤10：确定关节连接方式；步骤11：将关节拼接成人体；步骤12：将每个人的各关节坐标输出；步骤13：得出最终结果显示屏幕终端。

上述具体改进为：基于OpenPose 人体2D姿态识别，在视频/图片输入系统之后，其首先通过2路卷积神经网络VGG-19--支路一使用目标检测技术预测预骨骼关键点的置信图，支路二使用部分关联域（PartAffinityFields）技术预测骨骼关键点之间的连结方式（肢体）的2D矢量。最后使用贪婪推理将2D人体姿态从关键点的置信图与部分关联域之中解析出来再将每个人的各关节点坐标分别独立输出。

一种基于OpenPose 算法数据采集装置支架，包括支架1以及设置于支架1上方的显示屏2，所述显示屏2与支架1之间可拆卸连接，所述支架1可升降，所述支架1下方设置有用于与地面抵触的抵触件3，所述支架1上还设置有用于推动支架1滚动的滚动组件4，所述滚动组件4能够被撑起远离地面。

上述具体改进为：参照图3和图4所示：该屏幕用于显示使用OpenPose 算法实现的最终逻辑判断结果，为了方便搬运，将显示屏2和支架1设置为可拆卸连接，显示屏2下方设置有卡接构造，卡接构造可借鉴车载手机支架的卡接技术，该构造为现有技术，因此不再多加撰述，为了保证显示屏2能够更加平稳的放置在地面上，在支架1底部设置了与地面抵触的抵触件3和用于推动支架1滚动的滚动组件4，当抵触件3与地面抵触时，支架1能够平稳的放置在地面上，当需要推动支架1移动时，使滚动组件4向下转动，滚动组件4与地面接触，当滚动组件4与地面接触的时候，抵触件3能够被向上撑起与地面远离，如此便优于现有技术，使支架1既能够平稳的放置在地面上，在需要移动支架1能够节省大部分的力气。

作为改进的一种具体实施方式，参照图5所示：所述支架1包括有至少两根的支杆11，支杆11之间设置有连接块5，所述连接块5用于将多根支杆11连接在一起，所述支杆11包括上杆12以及下杆13，所述上杆12套设与下杆13外部，所述上杆12能够沿着下杆13的长度方向往复滑移，所述上杆12上固定有***块6，所述***块6能够随着上杆12移动，所述***块6内设置有插槽61，所述插槽61用于供外部紧固钉62***固定。

上述具体改进为：支架1包括上杆12和下杆13，支架1通过上杆12和下杆13的移动实现升降，上杆12内部中空，下杆13能够收入至上杆12内部，当上杆12和下杆13确定好位置之后，需要将上杆12和下杆13的位置固定时，将紧固钉62***到插槽61内即可。

作为改进的一种具体实施方式，所述滚动组件4设置于下杆13上，所述滚动组件4包括第一旋转杆41和第二旋转杆42，所述第一旋转杆41的下方设置有滚动轮43，所述第一旋转杆41、第二旋转杆42以及下杆13之间围设呈三角结构设置。

上述具体改进为：在不需要使用滚动组件4时，将第一旋转杆41和第二旋转杆42顺时针转动，此时能够将滚动轮43收起，使抵触杆与地面抵触连接，如此便能够保证支架1能够平稳的站立在地面上。

作为改进的一种具体实施方式，所述下杆13上设置有固定杆7，所述第二旋转杆42上设置有供固定杆7***的固定槽71，当固定杆7端部***至固定槽71内时，下杆13、固定杆7以及第二旋转杆42围设形成三角结构。

上述具体改进为：当需要移动支架1时，可以将第一旋转杆41和第二旋转杆42逆时针转动，使滚动轮43能够接触到地面，当滚动轮43接触到地面时，抵触件3被向上撑起，此时滚动轮43滚动，支架1能够被移动，当滚动轮43与地面接触时，为了防止第一旋转杆41和第二旋转杆42在移动时产生转动，在下杆13上设置了固定杆7，在第二旋转杆42上设置了固定槽71，当固定杆7***固定槽71内时，能够防止第一旋转杆41和第二旋转杆42在移动时转动，从而导致支架1倒塌。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。