用百度大腦人體分析技術，幫你監(jiān)督規(guī)范健身

1.方案介紹

百度推出了人體關鍵點識別，檢測圖像中的人體并返回人體矩形框位置，精準定位21個核心關鍵點，包含頭頂、五官、頸部、四肢主要關節(jié)部位，支持多人檢測、大動作等復雜場景。支持多人體檢測，檢測圖像中的所有人體，標記出每個人體的坐標位置;不限人體數(shù)量，適應人體輕度遮擋、截斷的情況。

人體關鍵點識別的功能特點可以應用到體育健身，根據人體關鍵點信息，分析人體姿態(tài)、運動軌跡、動作角度等，輔助運動員進行體育訓練，分析健身鍛煉效果，提升教學效率。在這些應用中對人體姿態(tài)的判定是一個關鍵，通過姿態(tài)判定進而判斷運動員或者體育愛好者的動作是否符合要求，對于體操，瑜伽等對姿態(tài)要求比較高的體育活動;甚至是體感游戲都有很好的幫助。

2.方案思路及實現(xiàn)

本攻略通過人體關鍵點，計算出人的 左右手臂，左右肩部，左右腿部以及左右髖部8個夾角，進而與要求標準夾角及允許的誤差范圍進行對比。從而實現(xiàn)人體姿態(tài)的判定及打分。我開發(fā)的功能在提供姿態(tài)打分的同時，提供原圖基礎上的渲染圖及動作分析圖，方便運動員進行分析。主要內容包括以下方面：

2.1平臺接入

具體接入方式比較簡單：

2.2 百度人體關鍵點功能調用：

請參照我的另外一篇文章：第四期【百度大腦新品體驗】人體關鍵點識別

2.3 其他方面：

夾角計算：通過余弦計算。

關鍵點過濾：對于不同置信度的關鍵點以不同的顏色顯示在渲染圖及分析圖上，0.9分以上的用綠色，0.5-0.9用黃色，0.5以下用紅色。方便用戶識別。

渲染圖：在原圖上進行渲染，顯示關鍵點和主要連線，包括身體，四肢，頭部，臉部增加一條中軸線從頭頂?shù)奖亲拥筋i部。

分析圖：在新的圖片上顯示關鍵點和主要連線，包括身體，四肢，頭部，臉部增加一條中軸線從頭頂?shù)奖亲拥筋i部，方便用戶查看人臉方向。同時顯示每個位置的夾角及是否滿足要求，如果符合顯示綠色，如果不符顯示紅色。方便運動員進行分析。

判定分數(shù)：100*通過的夾角數(shù)量/總識別出來的夾角數(shù)量

3.實現(xiàn)效果及測試

案例1：一個經典的體操鞍馬動作：

要求四肢平直，右腿與身體平直，左腿75度左右。以下為具體的角度要求：

required_pose1={

'shoulder_left_angle':[15,10],

'shoulder_right_angle':[60,10],

'hip_left_angle':[180,10],

'hip_right_angle':[75,10],

'arm_left_angle':[180,10],

'arm_right_angle':[180,10],

'leg_left_angle':[180,10],

'leg_right_angle':[180,10]

}

上面的每組數(shù)值第一個為要求的角度，第二個為允許誤差空間。

下面為渲染圖，分析圖和報告：

處理時長:0.71秒

person_num: 1

左肩：13.0,符合

右肩：57.5,符合

左髖：175.6,符合

右髖：71.6,符合

左臂：171.2,符合

右臂：173.1,符合

左腿：171.9,符合

右腿：178.8,符合

動作評分：100.0

案例2：多人雙手張開動作：

動作模板，雙手張開：

required_pose2={

'shoulder_left_angle':[90,10],

'shoulder_right_angle':[90,10],

'hip_left_angle':[170,10],

'hip_right_angle':[170,10],

'arm_left_angle':[180,10],

'arm_right_angle':[180,10],

'leg_left_angle':[180,10],

'leg_right_angle':[180,10]

}

渲染圖：

分析圖：

報告：

處理時長:4.00秒

person_num: 2

左肩：93.6,符合

右肩：99.5,符合

左髖：165.8,符合

右髖：171.7,符合

左臂：171.9,符合

右臂：180.0,符合

左腿：174.5,符合

右腿：175.2,符合

動作評分：100.0

左肩：116.6,不符

右肩：108.4,不符

左髖：156.8,不符

右髖：164.7,符合

左臂：175.2,符合

右臂：180.0,符合

左腿：nan,不符

右腿：175.2,符合

動作評分：50.0

案例3，瑜伽動作：

動作模板：

required_pose3={

'shoulder_left_angle':[180,10],

'shoulder_right_angle':[80,10],

'hip_left_angle':[110,10],

'hip_right_angle':[80,10],

'arm_left_angle':[45,10],

'arm_right_angle':[45,10],

'leg_left_angle':[30,10],

'leg_right_angle':[55,10]

}

渲染圖：

分析圖：

報告：

處理時長:0.82秒

person_num: 1

左肩：172.1,符合

右肩：79.0,符合

左髖：108.1,符合

右髖：81.9,符合

左臂：37.4,符合

右臂：36.9,符合

左腿：9.0,不符

右腿：48.2,符合

動作評分：87.5

4.關鍵代碼

5.測試結果及與競品的對比

整體測試下來發(fā)現(xiàn)，百度人體關鍵點識別對人體關鍵點有較強的識別能力，在此基礎上構建的人體姿態(tài)判定打分功能的效果很好，速度也很快。可以廣泛的應用于體育健身及娛樂互動等方面。

現(xiàn)在國內做人體關鍵點產品的除了百度還有商湯和Face++，在這里也做一個簡單的對比。

FACE++：

Face++對應的功能名稱是：人體骨骼關鍵點檢測 API。效果為傳入圖片進行人體檢測和骨骼關鍵點檢測，定位并返回人體14個關鍵點(頭、頸、肩、肘、手、臀、膝、腳)等部位。支持對圖片中的所有人體進行骨骼檢測

具體點位如下圖所示：

分析效果如圖：

商湯科技：

支持14 點人體關鍵點定位，通過 RGB 圖像輸入超實時給出人體頭、肩、腰、腿等位置。分析效果如圖所示：

通過對比可以發(fā)現(xiàn)，功能方面，F(xiàn)ace++和商湯科技都是檢測14個點，百度是21個點。百度多的點主要是在面部，這對于判定人臉的朝向和面部表情有很大幫助(大家可以對比一下渲染圖，百度可以渲染出臉部朝向，其他的兩個不行)這一點對于一些應用場景是很有用的。性價比方面，百度現(xiàn)在有50000次/天免費調用量，這對于測試和小型應用都足夠了。對于商業(yè)應用的的價格也很低，所以百度性價比的優(yōu)勢也很大。

6.優(yōu)化建議

就像手部有關鍵點識別和手勢識別一樣，建議百度直接建立一個人體姿態(tài)識別的新功能，直接返回人體的姿態(tài)識別的結果?？梢栽趭A角的基礎上增加更多的內容。對于有這方面需要的用戶，用的也更方便。

作者:才能我浪費99

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