近似周期运动的人体异常行为识别
基于骨骼数据的人体行为识别
基于骨骼数据的人体行为识别 摘要 人体动作姿态识别是计算机视觉研究领域中最具挑战的研究方向，是当前的研究热点。对人体动作姿态进行自动识别将带来一种全新的交互方式，通过身体语言即人体的姿态和动作来传达用户的意思，如在机场、工厂等喧闹的环境下，采用手势、动作姿态识别等人机交互技术能够提供比语音识别更加准确的信息输入。总之，在智能监控、虚拟现实、感知用户接口以及基于内容的视频检索等领域，人体动作姿态的识别均具有广泛的应用前景。该文首先简单介绍了人体动作姿态序列的分割，然后对人体动作姿态识别的方法进行了分类介绍，并对一些典型的算法的研究进展情况及其优缺点进行了重点介绍。 关键词：人体动作姿态识别; 人工智能; 隐马尔可夫模型; 动态贝叶斯网络; 模板匹配前言 人体姿态识别是计算机视觉的一个重要研究方向，它最终目的是输出人的整体或者局部肢体的结构参数，如人体轮廓、头部的位置与朝向、人体关节点的位置或者部位类别。姿态识别的研究方法应该说，几乎涵盖了计算机视觉领域所有理论与技术，像模式识别、机器学习、人工智能、图像图形、统计学等。到目前为止，已经有众多识别方法被提出，并且也取得了许多重要的阶段性的研究成果，但是以往的方法都是基于普通光学图像，比如常见的RGB 图像，这类图像容易受光照、阴影等外界变化的影响，尤其在环境黑暗的情况下无法来识别人体姿态，并且由于人体关节自由度大，及人的体型、着装较大差异性，常导致姿态识别系统识别率低。尽管有研究者利用多个摄像机获取采集的图像来获取人体深度信息以克服以上问题[1]，但是该类方法恢复的深度信息不是唯一的，而且计算量非常大，尤其是这种方法要求事先用人工对传感设备进行标定，而在选取场景中的标定物时，往往又会遇到实际环境操作困难的问题。 随着光电技术的快速发展，深度传感设备的成本逐渐降低，人们获取深图像的途径及方法也越来越多。该方向的研究也逐渐成为计算机视觉领域的研究趋势。具体原因包括：一方面，深度传感设备不仅操作简单，并且极大简化了普通摄像机的标定过程；另一方面，得到的深度图像由于直接包含了人体的深度信息，能够有效的克服普通光学图像遇到的上述问题。到目前为止，较有影响力的基于该类图像的人体姿态识别算法，应该是 Shotton 等人利用一种深度传感器 Kinect 来实时捕捉人体运动的算法，该算法虽然能够满足人们对识别系统实时性的要求，但其对硬件要求特别高，并且不适合低分辨率图像中的人体关节点提取，容易导致人体骨架扭曲。下文将具体陈述人体运动分析的主要用途和前人在不同时期对这些难题的处理办法。 主题 基于计算机视觉的人体运动分析不仅在智能监控、人机交互、虚拟现实和基于内容的视频检索等方面有着广泛的应用前景，更是成为了未来研究的前瞻性方向之一。Gavrila 总结了它的一些主要应用领域[2,3,4]，下面据此对其典型应用做出进一步的介绍。 智能监控(Smart Surveillance) 所谓“智能监控”是指监控系统能够监视一定场景中人的活动，并对其行为行分析和识别，跟踪其中的可疑行为(例如在一些重要地点经常徘徊或者人流密集的场合下突发的人群拥挤等状况)从而采取相应的报警措施。智能监控系统应用最多的场合来自于那些对安全
人体运动的检测和识别研究
模式识别中文核心期刊《微计算机信息》（测控自动＇ｆ：．１５）２００８年第２４卷第２－１期文章编号：１００８—０５７０（２００８）０２…１０２１００２ 人体运动的检测和识别研究 ＳｔｕｄｙｏｎＤｅｔｅｃｔｉｏｎａｎｄＩｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆＨｕｍａｎＭｏｖｅｍｅｎｔ （北京榭吏大学）宋修雷王志良 ＳＯＮＧＸＩＵＬＥＩＷＡＮＧＺＨＩＬＩＡＮＧ 摘要：本文针对人体运动视觉分析中的行为理解和分析等高层视觉问题进行分析，研究了一种静止摄像机条件下的行为理解和分析的算法，它以运动序列中的关键帧为基础，针对关键帧提取人体的骨架信息，然后通过Ｈｕ不变矩来提取特征，最后组成特征向量，通过对ＨＭＭ模型的训练来识别特定运动序列的语义。 关键词：运动识别：计算机视觉；Ｉ－ＥＶｌｌＭ 中图分类号：ＴＰ３９１．４文献标识码：Ａ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｆｏｃｕｓｅｓｏｎｖｉｓｕａｌａｎａｌｙｓｉｓｏｆｈｕｍａｎｍｏｖｅｍｅｎｔａｎｄｔｈｅｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇｏｆｈｉｇｈｌｅｖｅｌｖｉｓｕａｌｐｒｏｂｌｅｍｓ．Ｉｔｇｉｖｅｓａｎａｌｇｏｒｉｓｍｔｏｃｏｍｐｒｅｈｅｎｄ ａｎｄａｎａｌｙｓｉｓｐｅｏｐｌｅＳｍｏｖｅｍｅｎｔｉｆｔｈｅｃａｍｅｒａｉｓｎｏｔｍｏｖｅｄ．Ｗｅｐｒｅｓｅｎｔａｎａｌｇｏｒｉｔｈｍｂａｓｅｄｏｎｋｅｙｆｒａｍｅｓ，ｔｈｉｓｔｅｃｈｎｉｑｕｅｃａｎｂｅｍｏｒｅｅｆｆｅｃｔｉｖｅｉｎｔｈｅｏｒｉｇｉｎａｌｓｅｑｕｅｎｃｅｂｙｒｅｄｕｃｉｎｇｔｈｅｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅｏｆｄｅｔｅｃｔｉｏｎａｎｄｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｍｏｖｅｍｅｎｔｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ，ｃｏｍｐｕｔｅｒｖｉｓｉｏｎ，ＨＭＭ １引言 计算机视觉是计算机科学和人工智能领域的一个重要分支．它研究的主要内容是怎样利用各种成像系统代替视觉器官作为信号输入手段，用计算机代替大脑完成对信息的处理和解释。计算机视觉的最终研究目标，就是使计算机能象人那样通过视觉观察和理解世界。 运动物体的检测、跟踪和行为的理解与描述是计算机视觉领域的一个重要课题。也是计算机能否象人那样通过视觉观察和理解世界的关键所在。目前在运动物体检测领域，国内外有关这方面的研究很多，但是目前的许多方法都受到了一定条件的局限性。比如我们在使用背景差对运动目标进行检测时，发现了这种方法受光线亮度变化的影响很大，同时当背景中有物体移人或移出时．这种方法检测的效果正确性受到很大影响。对行为的理解与描述国内外的文献相对较少。可以说是一个比检测和跟踪更加困难的研究领域。针对这些问题，我们提出一种能够在简单背景下对人体行为进行理解和描述的方法。该方法将运动的检测、跟踪和行为的理解和描述联系到一起，使两者相辅相成。解决了两者分离情况下研究中的难点问题。 ２关键帧算法 直接比较的人体的运动来识别运动的语义是不可能的，因为人体区域随着肢体的摆动而呈现非刚性的变化。这里我们对运动序列进行分解，原则是提取运动序列中的关键帧进行分析。关键帧的定义是在运动方向发生变化的时刻对应的图像帧。从运动中来看，运动方向发生变化的时刻，必定是序列图像在水平或者是垂直方向的投影在时间轴上出现了极值。所以我们就可 宋修雷：硕士研究生 基金项目：本论文得到国家自然科学基金（Ｎ０．６０５７３０５９）、 北京市“现代信息科学与网络技术”重点实验室基金 （Ｎｏ．ＴＤＸＸ０５０３）和北京科技大学重点基金的支持以根据这条规则来从运动序列中提取关键帧。一个完整的具有具体语义的运动序列可以由一个相对应的关键帧序列来表示。 通过关键帧的方法完成了对运动序列的第一次特征提取。图１是对关键帧提取的一个示例。图２是一个行走运动序列的关键帧表示。 图１关键帧的提取 彳彳ｋｋ 图２行走运动序列的关键帧表示 ３特征提取 ３．１骨架算法 首先要从待处理的序列图像中抽取出目标人体的轮廓，获 一２１０—３６０元，年邮局订阅号：８２－９４６ 万方数据
人体的运动系统
人体的运动系统 一、教学要求： 1、使学生知道运动系统由骨、骨骼肌、骨连结组成，了解人体的各种动作都是由肌肉 牵动骨骼完成，骨骼还具有支撑身体、保护内脏的功能。 2、使学生懂得什么是骨折，简单了解骨折后的应急办法。 3、传授给学生运动保健的知识，教育学生养成良好的行为习惯，改掉挑食、偏食的毛 病。 二、教学重点与难点： 教学重点：教给学生保健方法。 教学难点：指导学生学会一些应急方法（如骨折、脱臼后的注意事项）。 三、课前准备： 人体骨骼模型或挂图，人体肌肉挂图，夹板、绷带等。 四、教学时间： 一课时 五：教学过程： 1、由日常平时会做哪些运动？ （学生回答） 师：刚才大家说的运动，是我们身体的运动系统在发挥作用。 2、介绍运动系统及其作用 ①介绍运动系统的组成。 师：你们知道人的运动系统包括哪些部分吗？ 生：包括骨、骨骼肌和骨连结。 师：（出示人体骨骼模型或挂图，人体肌肉挂图）对！人的运动系统由骨、骨骼肌和骨连结组成。（指示图上的关节处）运动系统中的骨连结主要是关节。（请学生分别触摸各自的肘关节、膝关节及其周围的肌肉、骨） ②说明运动系统的作用。 师：吃饭、走路、弯腰时，各有哪些骨、肌肉、关节在运动？ （学生回答） 师；人的各种动作都是由肌肉牵动而完成的。 ③解说骨骼的支撑、保护作用。 师：运动系统的作用不只是运动，比如说，人的骨骼把整个人的身体各部分都支撑、悬挂起来，如果没有骨骼会怎样？骨骼还有什么作用？ （学生思考、回答。教师确认骨骼有支撑作用） 师：人脑外部包裹着头骨，这时的骨骼又起了什么作用？ 生：有保护大脑的作用。 师：综合来看，人的运动系统除了能使人运动外，还有着支撑身体和保护内脏器官的作用，因此我们必须注重运动系统的保健。 3、引导学生了解 ①教育学生注重运动系统的保健。 师：你们见过驼背、斜肩、罗圈腿、鸡胸的人吗？他们是怎样的？你觉得这样对他们的身体、行动有利吗？ （学生回答） 师：你们知道他们为什么会变成这样的吗？
简谐运动的动力学条件和周期公式的推导
简谐运动的动力学条件和周期公式的推导 [摘要]：本文从简谐运动的概念出发， 用数学知识，推理出了简谐运动的动力学条件及弹簧振子的周期公式、单摆做小角度摆动的周期。从逻辑上对机械振动一章的知识有了一 个整体的认识。 [关键词]：简谐运动，动力学条件，周期公式，弹簧振子，单摆 [正文] 课程标准实验教科书《物理》3—4第十一章从运动学的角度对简谐运动进行了定义，恰好从数学课上学生也学到了关于导数的知识。这就为构造简谐运动的逻辑提供了条件，通过这样的一个逻辑构造，可以让学生体会数学在物理学中的应用。同时，也可以让学生充分体会物理学逻辑上的统一美。激发学生学习物理，从理论上探究物理问题的兴趣和决心。 如果质点的位移与时间的关系遵从正弦的规律，即它的振动图象（ x —t 图象）是一条正弦，这样的运动叫做简谐运动。 由定义可知，质点的位移时间关系为t A x sin ………………（1）对时间求导数可得速度随时间变化的规律：t A dt dx v cos ………………（2）再次对埋单求导数可得加速度随时间变化的规律：t A dt dv a sin 2 (3) 由牛顿第二定律可知，质点受到的合力为： ma F ………………（4）由（3）（4）可知： t mA F sin 2 (5) 将（1）式代入（5）式可得： x m F 2..................（6）上式中，m 和都是常数，从而可以写成下面的形式kx F (7) 其中2m k ，至此得到了质点做简谐运动的动力学条件：质点所受的力与它偏离平衡位置位移的大小成正比，并且总是指向平衡位置。 对于的弹簧振子来说，（7）式中的k 表示弹簧的劲度系数，对比（6）式可知k m 2，
(最新版)人体行为检测和识别毕业设计
本科生毕业设计（论文） 题目：人体行为检测与识别 姓名： 学号： 系别： 专业： 年级： 指导教师： 2015 年 4 月20日 独创性声明 本毕业设计（论文）是我个人在导师指导下完成的。文中引用他人研究成果的部分已在标注中说明；其他同志对本设计（论文）的启发和贡献均已在谢辞中体现；其它内容及成果为本人独立完成。特此声明。 论文作者签名：日期： 关于论文使用授权的说明 本人完全了解华侨大学厦门工学院有关保留、使用学位论文的规定，即：学院有权保留送交论文的印刷本、复印件和电子版本，允许论文被查阅和借阅；学院可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印、数字化或其他复制手段保存论文。保密的论文在解密后应遵守此规定。 论文作者签名：指导教师签名：日期：
人体行为检测与识别 摘要 人体行为检测与识别是当前研究的重点，具有很高的研究价值和广阔的应用前景。主要应用在型人机交互、运动分析、智能监控和虚拟现实也称灵境技术（VR)领域，对于研究人体检测和识别有着重要的意义。因为人的运动的复杂性和对外部环境的多变性，使得人们行为识别和检测具有一些挑战。对人类行为和检测的研究目前处于初级阶段，有待进一步研究和开发。 本文基于matlab人体行为识别和检测的研究，本文主要研究的是从图像中判断出目标处于何种行为，例如常见的走、坐、躺、跑、跳等行为的识别。从现有的很多主流研究成果来看，最常见的行为识别系统结构包括几个模块：目标检测、目标跟踪、行为识别。本文首先对图像进行判断是否有人体目标，识别出人体后对图像进行灰度化，在对灰度图像用背景差法与背景图像比对，最后，比对提取出的人体来判断人体处于何种行为。 关键词：matlab，肤色识别，行为检测
单摆作简谐运动的周期公式可以应用简谐运动周期公式推出
单摆作简谐运动的周期公式可以应用简谐运动周期公式 推出。 可以看出：单 摆的振动周期 跟摆长的平方 根成正比，跟 该处重力加速 度的平方根成 反比。 单摆的 这就是单摆的振动周期公式，是荷兰物理学家惠更斯最早确定的。这个公式只适用于单摆最大偏 角很小的情况。 当最大偏角增大时，振幅随之增大，单摆的周期也将增大。下表是单摆的偏角增大时实际周期与简谐振动周期的比值的变化情况。
显然，最大偏角越小， 应用公式计算的周期 值与实际周期越相 符。当最大偏角为5° 时，误差为万分之五， 10°时误差为万分 之十九，将近千分之 二，30°时误差就接 近百分之二了。 这说明单摆的摆角很 小时，它的实际周期 就近似等于简谐振动 周期 周期为2秒的单摆叫做秒摆。 由于重力加速度跟地球的纬度与距地心的高 度有关，所以世界各地秒摆都有些差异。 若重力加速度g取9.8m·s -2 则秒摆摆长为l=0.993m。 秒摆 重力加速度一、首先是与地球的因素有关，如： 1、物体处在地面的位置。 如，由于地球自转的原因，重力是地球对物体万有引力的一个分力，还有一个分力是供给物体绕地球自转所需要的向心力。 1）赤道处物体，随地球转动的线速度大，需要的向心力大，则分得的重力小，重力加速度就小。 2）向两极位置去时，物体的随地球转动的线速度变小，需要的向心力变小，则分得的重力重力变大，重力加速度就变大。 3）到极点时，物体的随地球转动的线速度最小，需要的向心力最小，则分得的重力最大，
重力加速度就最大。 2、物体离地面的高度，越高，重力加速度越小，因为重力是地球对物体万有引力的一个分力，而且这个万有引力的主要分量就是重力，万有引力的大小与距离的平方成反比，物体离地面越高，物体与地球中心的距离越大，万有引力越小，重力就越小，所以加速度越小； 3、如果是地面打的一个深洞，则越深，重力加速度越小，物体处于地球中心时，理论上说重力加速度是“0”这是根据理论力学的原理得到的。 二、与外来星体的吸引力有关，如太阳、月亮对地球的吸引，使得物体受的重力减小，使重力加速度变小。
简谐运动周期公式的推导
简谐运动周期公式的推导 【摘要】：本文通过简谐运动与圆周运动的联系，用圆周运动的周期公式推导出了简谐运动周期公式。 【关键辞】：简谐运动、周期、匀速圆周运动、周期公式 【正文】： 考虑弹簧振子在平衡位置附近的简谐运动，如图2所示。它的运动及受力情况和图3所示的情况非常相似。在图3中，O 点是弹性绳（在这里我们设弹性绳的弹力是符合胡克定律的）的原长位置，此点正好位于光滑水平面上。把它在O 点的这一端系上一个小球，然后拉至A 位置由静止放手，小球就会在弹性绳的作用下在水平面上的A 、A ’间作简谐运动。如果我们不是由静止释放小球，而是给小球一个垂直于绳的恰当的初速度，使得小球恰好能在水平面内以O 点为圆心，以OA 长度为半径做匀速圆周运动。那么它在OA 方向的投影运动（即此方向的分运动）与图3中的简谐运动完全相同。证明如下： 首先，两个运动的初初速度均为零（图4中在OA 方向上的分速度为零）。 其次，在对应位置上的受力情况相同。 由上面的两个条件可知这两个运动是完全相同的。 在图4中小球绕O 点转一圈，对应的投影运动（简谐运动）恰好完成一个周期，这两个时间是相等的。因此我们可以通过求圆周运动周期的方法来求简谐运动的周期。 如图5作出图4的俯视图，并建以O 为坐标原点、OA 方向为x 轴正方向建直角坐标图2 图3 图4
系。 则由匀速圆周运动的周期公式可知： ωπ 2=T (1) 其中ω是匀速圆周运动的角速度。 小球圆周运动的向心力由弹性绳的弹力来提供，由牛顿第二定律可知： r m kr 2ω= (2) 式中的r 是小球圆周运动的半径，也是弹性绳的形变量；k 是弹性绳的劲度系数。 由（1）（2）式可得： k m T π 2= 二零一一年三月九日 图5
人体行为识别技术
人体行为识别技术 在计算机视觉领域中，人体运动行为识别是一个被广泛关注的热点问题，在智能监控、机器人、人机交互、虚拟现实，智能家居，智能安防，运动员辅助训练等方面有巨大应用价值。行为识别问题一般遵从如下基本过程：数据图像预处理，运动人体检测、运动特征提取、特征训练与分类、行为识别。着重从这几方面逐一回顾了近年来人体行为识别的发展现状和常有方法。并对当前该研究方向上待解决的问题和未来趋势做了分析。行为理解可以简单地认为是时变数据的分类问题，即将测试序列与预先标定的代表典型行为的参考序列进行匹配。通过对大量行为理解研究文献的整理发现：人行为理解研究一般遵从特征提取与运动表征、行为识别、高层行为与场景理解等几个基本过程。 特征提取与运动表征是在对目标检测、分类和跟踪等底层和中层处理的基础上，从目标的运动信息中提取目标图像特征并用来表征目标运动状态；行为识别则是将输入序列中提取的运动特征与参考序列进行匹配，判断当前的动作处于哪种行为模型；高层行为与场景理解是结合行为发生的场景信息和相关领域知识，识别复杂行为，实现对事件和场景的理解。【2】 1、行为识别的应用 从应用领域的分类来讲，可以将人体运动分析的应用分成如下几个领域： ①智能监控 这里所指的“智能”包含两个方面的含义。一种“智能”是指系统能够在一定的场景中检测是否有人的出现(如通过检测人脸的方法)防止只是简单的通过 运动目标检测所造成的错误报警(例如因为动物活动或者刮风摇动树枝等等而造
成误报)。另外一种“智能”是指系统能够监视一定场所中人的活动，并对其行为进行分析和识别，跟踪可疑行为(如经常在重要地点徘徊等等行为)从而采取相应的报警措施。通常把报警系统设置于银行、机场、车站、码头、超市、办公大楼、住宅小区等地，以实现对这些场所的智能监控。 ②虚拟现实 跟踪现实世界人的姿态，从而创建一个虚拟的仿真场景，实现人与这个虚拟世界的交互。该领域的具体应用涉及视频游戏、虚拟摄影棚、计算机动画等方面。 ③高级用户接口 指可以通过对用户手势的识别来代替传统的鼠标和键盘输入，从而实现人与计算机之间的智能交互。此外，通过对手势语言的理解，还可以进行聋人与计算机之间的手语交流。 ④运动分析 人体运动分析可以运用于基于容的视频检索领域。例如可以检索在运动会上单杠比赛中运动员的杠上动作。这样可以节省用户大量的查询视频资料的时间和精力。另外一种应用是用于各种体育项目中，提取运动员的各项技术参数(如关节位置、角度和角速度，等等)，通过分析这些信息，可以为运动员的训练提供指导和建议，有助于提高运动员的训练水平。此外，还可以用于体育舞蹈动作的分析，以及临床矫形术的研究等领域。 ⑤基于模型的视频编码 通过提取一定的静态场景中人物的形态特征参数和3D姿态参数，以较低的数据量对视频数据流加以描述，实现视频数据的压缩和低比特率传送。可以用于在因特网上展开远程视频会议以及VOD（Video-On-Demand）视频点播。
人体运动系统
第一篇人体运动系统 运动系统由骨、关节和肌肉等组成，其功能是实位移或保持姿势。人体最基本的位移运动是杠杆运动。其中骨是运动杠杆，关节是支点肌肉是运动动力。肌肉运动的主要部分，骨和关节是运动的被动部分。 第一节骨的概述 正常成年人共有206块骨，其中170块成双。177块直接参与随意肌运动。 一、骨的形态各分类 1、长骨：分布在四肢，两端的上下为上端和下端，中间为骨干。作用；主要 起运动杠杆作用。 2、短骨: 分布在手腕和足的位置，一般是立方体，常有六个面， 它们短小坚固，适合于人手和足的高度灵活的需要。 3；扁骨: 分布在头、胸一般成板状，薄而坚固，起保护作用。 4、不规则小骨: 呈不规规则形状。如；髋骨、椎骨、聂骨。 5、籽骨：被肌腱和韧带包围起来的骨。
按部位分类； 颅骨脑颅8 面颅14 共22块 听小骨6块 舌骨1块 颈椎7 胸椎12 椎骨26 腰椎 5 躯干骨肋骨24 骶椎 1 尾椎 1 胸骨 1 肩带骨 4 上肢骨游离部位 6 四肢骨 腰带骨2 下肢骨游离部位60
二、骨的构造 骨是器官，它是由骨组织、致密结缔组织、脂肪组织、网状组织等构成。 骨包括；骨膜、骨质、骨髓并有神经和血管分布。 1.、骨膜; 由致密结缔组织构成，被覆于除关节面以外的骨质表面，并有许多 纤维束伸入于骨质内。
《1》骨外膜；浅层中有丰富的血管、神经穿行。深层分化出的成骨细胞，有制造新骨质的作用骨膜作用，沿途有分支进入伏克曼氏管，再 分支伸入哈佛氏管，以营养骨质。 《2》骨内膜：深层细胞处于稳定状态，它使终保特分化能力。 内层：较疏松,衬在骨髓腔面,骨小梁的表面及哈佛氏管内,骨内膜中的细胞分化出的破骨细胞，使骨髓腔不断扩大。以形成新骨质和破坏、改造已生成的骨质，所以对骨的发生、生长、修复等具有重要意义。老年人骨膜变薄，成骨细胞和破骨细胞的分化能力减弱，因而骨的修复机能减退。 2、骨质；骨质由于结构不同可分为两种：一种由多层紧密排列的骨板构成，叫做骨密质；另一种由薄骨板即骨小梁互相交织构成立体的网，呈海绵状，叫做骨松质。 (一)、骨密质质地致密，抗压抗纽曲性很强。 （二）骨松质则按力的一定方向排列，虽质地疏松但却体现出既轻便又坚固的性能，符合以最少的原料发挥最大功效的构筑原则。
简谐运动周期公式的推导
简谐运动周期公式的推导 考虑弹簧振子在平衡位置附近的简谐运动，如图2所示。它的运动及受力情况和图3所示的情况非常相似。在图3中，O 点是弹性绳（在这里我们设弹性绳的弹力是符合胡克定律的）的原长位置，此点正好位于光滑水平面上。把它在O 点的这一端系上一个小球，然后拉至A 位置由静止放手，小球就会在弹性绳的作用下在水平面上的A 、A ’间作简谐运动。如果我们不是由静止释放小球，而是给小球一个垂直于绳的恰当的初速度，使得小球恰好能在水平面内以O 点为圆心，以OA 长度为半径做匀速圆周运动。那么它在OA 方向的投影运动（即此方向的分运动）与图3中的简谐运动完全相同。证明如下： 首先，两个运动的初初速度均为零（图4中在OA 方向上的分速度为零）。 其次，在对应位置上的受力情况相同。 由上面的两个条件可知这两个运动是完全相同的。 在图4中小球绕O 点转一圈，对应的投影运动（简谐运动）恰好完成一个周期，这两个时间是相等的。因此我们可以通过求圆周运动周期的方法来求简谐运动的周期。 如图5作出图4的俯视图，并建以O 为坐标原点、OA 方向为x 轴正方向建直角坐标 系。 图2 图 3 图4
则由匀速圆周运动的周期公式可知： ωπ 2=T (1) 其中ω是匀速圆周运动的角速度。 小球圆周运动的向心力由弹性绳的弹力来提供，由牛顿第二定律可知： r m kr 2ω= (2) 式中的r 是小球圆周运动的半径，也是弹性绳的形变量；k 是弹性绳的劲度系数。 由（1）（2）式可得： k m T π 2= （注：文档可能无法思考全面，请浏览后下载，供参考。可复制、编制，期待你的好评与关注） 图5
基于单目视频运动跟踪的三维人体动画
第29卷第5期2008年5月 微 计 算 机 应 用 M I CROCOMP UTER APP L I CATI O NS Vol129No15 M ay12008基于单目视频运动跟踪的三维人体动画3 吴 玥 田兴彦 (湖南大学软件学院 长沙 410082) 摘要:针对传统人体动画制作成本高、人体运动受捕获设备限制等缺陷,提出了一种基于单目视频运动跟踪的三维人体动画方法。首先给出了系统实现框架,然后采用比例正交投影模型及人体骨架模型来恢复关节的三维坐标,关节的旋转欧拉角由逆运动学计算得到,最后采用H-ani m标准对人体建模,由关节欧拉角驱动虚拟人产生三维人体动画。实验结果表明,该系统能够对人体运动进行准确的跟踪和三维重建,可应用于人体动画制作领域。 关键词:运动跟踪 单目视频 三维人体动画 逆运动学 3D Hu man An ima ti on Ba sed on Hu man M oti on Track i n g from M onocul ar V i deo Sequences WU Yue,TI A N Xing yan (Soft w are School,Hunan University,Changsha,410082,China) Abstract:The traditi onal app r oaches t o make hu man ani m ati on are suffering fr om the p r oble m s of expensive cost and hu man body mo2 ti on li m ited by moti on cap ture equi pment,t o overcome these shortcom ings,a ne w3D hu man ani m ati on based on hu man moti on tracking fr om monocular video sequences is p r oposed1Firstly,the fra me work of our syste m is p resented,then,the3D coordinates of j oints are esti m ated by hu man skelet on constrain under scaled orthographic p r ojecti on,the r otati on Euler angles of j oints are calculated by inverse kine matics1Finally,we use H-ani m t o rep resent virtual hu man,the moti on of virtual hu man is dr ove by the Euler angles of j oints1 The experi m ents show that tracking and reconstructing results made by our syste m are accurate and effective1This syste m can be ap2 p lied t o hu man ani m ati on1 Keywords:Moti on tracking,Monocular video sequences,3D hu man ani m ati on,I nverse kine matics 1 引言 如何方便地生成高逼真度的三维人体动画已成为当前计算机动画的一个重要研究方向。按照运动建模方式不同三维人体动画可以分为以下四类:关键帧方法、基于运动学和逆运动学、基于动力学和逆动力学、运动捕获方法。基于运动捕获方法的人体动画具有逼真度高、数据可重用等特点,在动画技术中得到广泛应用。在商业产品中一般使用硬件设备(如V icon)来捕获人体运动,要求运动员身穿紧身衣并在关节位置粘贴反光小球或反光片,这样限制了运动员的运动;另一方面硬件设备比较昂贵,制作成本较高。在前人研究的基础上,本文提出了一种基于单目视频运动跟踪的三维人体动画方法,具有使用方便、制作成本低廉、动画效果较好等特点。 基于视频运动跟踪的运动捕获方法按照其采用摄像机数目多少可以分为两类:①基于单目视频的方 本文于2008-1-15收到。 3本文受基于重建人脸面部器官三维模型的关键技术研究基金项目(06JJ2065)资助。
人体解剖学练习题运动系统
1、下列对骨的叙述正确的是( ) A.每块骨都由骨质、骨髓、骨髓腔、骨膜和关节软骨构成 B.骨骺由骨密质构成 C.成人骨髓腔内充满红骨髓 D.红骨髓具有造血功能 E.每块骨均不能视为一个器官 2、不成对的脑颅骨有( ) A.顶骨 B.颞骨 C.蝶骨 D.上颌骨 E.泪骨 3、解剖学姿势的描述，下列何者是错误的( ) A、身体必须直立 B、两眼平视前方 C、上肢在躯干两旁自然下垂 D、手掌面对躯干 E、两足跟靠拢，两趾接触并指向前方 4、骶管麻醉须摸认的骨性标志( ) A.骶正中嵴 B.骶岬
C.骶角 D.骶后xx E.都不对 5、开口于蝶筛隐窝的鼻旁窦是( ) A.上颌窦 B.额xx C.蝶窦 D.筛xx小房 E.筛xx后小房 6、开口中鼻道的鼻旁窦是( ) A.上颌窦 B.额xx C.筛xx D.筛xx E.以上都是 7、在直立姿势下,不能由于重力作用而引流的鼻旁窦是( ) A.额xx B.蝶窦 C.上颌窦 D.筛xx E.以上都不对
8、下列xx属于长骨( ) A.第八肋骨 B.舟骨 C.趾骨 D.跟骨 E.椎骨 9、下面哪一项不属于人体九大系统( ) A．消化系统 B．脉管系统 C．免疫系统 D．内分泌系统E 10、有关骨髓腔正确的是( ) A．位于骨骺内 B．位于长骨的骨干内 C.位于骨松质的间隙内 D．成人骨髓腔内含红骨髓 E．小儿骨髓腔内含黄骨髓 11、有关各部椎骨主要特征的叙述正确的是( ) A．胸椎体的横断面呈肾形 B．颈椎体的横断面呈心形 C．腰椎棘突呈板状，水平伸向后方
D．腰椎体的横断面呈椭圆形 E．胸椎横突有孔啊 12、胸骨角( ) A．位于胸骨体和剑突的交界处 B．是两侧肋弓形成的夹角 C．两侧平对第2肋 D．两侧平对第2肋间隙 E．两侧平对第3肋 13、骶管麻醉时须摸清的骨性标志是( ) A．骶前孔 B．骶后孔 C．骶岬 D．骶角 E．骶管 14、不属于肩胛骨的结构是( ) A．肩峰 B．肩胛冈 C．肩胛下窝 D．喙突 E．滑车切迹 15、桡神经沟位于( )
运动人体图像识别
学习报告 一．意义和背景 随着信息技术的快速发展壮大和应用的普及,利用计算机视觉的技术在图像处理方面和模式识别领域中研究,并对视频图像进行人体运动特征提取与有效识别已成为人们关注的热点问题。计算机视觉技术对人体运动的视频或者图像进行识别是基于对其视频或者图像的序列进行分析处理；对检测出的人体运动目标进行运动特征提取和分类识别,从而达到理解和描述其行为的目的。基于视频图像的人体运动特征分析在智能视频监控、智能接口、虚拟现实等领域有着相当广阔的应用前景。 人体运动特征的提取与识别需要结合生物识别技术来识别和判断运动中人的行为、区别个体身份。所谓生物识别技术,其具体操作就是利用人体与生俱来的生物特征进行个体身份认证,最显著的特点是具有不变性和唯一性。 人体运动特征包括：肢体摆动特征,步态特征,人体轮廓投影特征,人体对称特征等,其中从视觉监控的角度来看,步态特征是远距离场景条件下最具有代表性最典型的人体运动特征,近年来备受关注,同时也涌现出大量富有意义的步态识别算法。 二．人体运动特征识别研究 运动特征识别在当今的科研领域中涉及面广泛，主要涉及到图像处理，多传感器技术，虚拟现实，模式识别，计算机视觉和图形学，
计算机辅助设计，可视化技术，智能机器人等一系列研究领域。针对人体运动图像序列进行分析处理的运动人体视觉分析技术，一般情况下可分为以下几个过程，运动目标检测，运动目标特征提取以及识别复杂背景下的运动目标身份。 图1 典型的运动特征识别系统 运动特征识别的主要研究方法 目前运动特征识别中的运动特征包含了两种分量：结构化分量和动态分量。其中结构化分量也就是静态分量，它负责记录运动人体的身高，步幅等身体形状信息；而动态分量则形象地表征出了在运动过程中人体的胳膊摆动，肢体倾斜度，迈腿方式等运动特征，依据上述两种类型分量，现有的运动特征识别算法大致分为两类：基于统计的方法和基于模型的方法。
人体8大系统
人体的八大系统 人体共有8个系统，即：运动系统、消化系统、呼吸系统、循环系统、泌尿系统、神经系统、内分泌系统和生殖系统。 运动系统:具有运动、支持、保护功能，由骨、骨连接和骨骼肌组成。骨以不同形式连结在一起，构成骨骼。形成了人体的基本形态，并为肌肉提供附着，在神经支配下，肌肉收缩，牵拉其所附着的骨，以可动的骨连结为枢纽，产生杠杆运动。 骨是以骨组织为主体构成的器官，成人骨共有206块，依其存在部位可分为颅骨、躯干骨和四肢骨。骨以骨质为基础，表面复以骨膜，内部充以骨髓，分布于骨的血管、神经，先进入骨膜，后穿入骨质再进入骨髓。两骨和更多骨连接在一起，具有一定的活动功能，叫做关节。每块肌肉都由肌腱和肌腹组成，肌腹有收缩能力，肌腱附着于骨，无收缩能力。 消化系统:功能主要是食物的消化和吸收。由消化管和消化腺组成，消化管包括口腔、食管、咽、胃、小肠、大肠、肛门等。消化腺是分泌消化液的器官，包括唾液腺、胃腺、胰腺、肝、肠腺等。 食物在消化管内的分解过程叫做消化，食物经过消化后，透过消化管粘膜，进入血液循环的过程叫做吸收。对于未被吸收的残渣部分，消化道则通过大肠以粪便形式排出体外。 消化系统对食物的消化有两种方式。一种是通过消化腺分泌消化液来完成，这种方式叫做化学消化。另一种方式是通过消化管肌肉的收缩产生咀嚼、蠕动，将食物磨碎，使食物与消化液充分混合，并将食物不断地向消化管的下方推送，这种消化方式称为机械性消化。 机械性消化和化学性消化两功能同时进行，共同完成消化过程。 呼吸系统:主要功能是与外界的进行气体交换，呼出二氧化碳，吸进氧气。由呼吸道和肺组成。呼吸道包括鼻、咽、喉、气管、支气管等器官，临床上把鼻、咽、喉称上呼吸道；把气管、主支气管及其分支称下呼吸道。其中鼻、咽喉、气管和支气管是空气进出的通道，肺是进行气体交换的场所。 肺的呼吸是通过呼吸运动来实现的，即依靠呼吸肌收缩和舒张，引起胸腔有节律地扩张和回缩，使空气经呼吸道进出肺。 循环系统:主要功能是气体、养分及废物的交换、运送。包括心血管系统和淋巴系统。 心血管系统是由心脏、动脉、毛细血管及静脉组成的一个封闭的运输系统。由心脏不停的跳动、提供动力推动血液在其中循环流动，为机体的各种细胞提供了赖以生存的物质，包括营养物质和氧气，也带走了细胞代谢的产物二氧化碳。 淋巴系统是一个遍布全身的网状的液体系统，由扁桃体、脾脏、淋巴管和淋巴结组成，是人体的重要防卫体系。它能制造白细胞和抗体，滤出病原体，并加以消灭，阻止感染蔓延。
人体解剖学运动系统习题(知识点)
人体解剖学运动系统习题 第三章运动系统 【练习题】 一、名词解释 1.骺 2.骨髓 3．椎间孔４。椎管5.胸骨角 6．肋弓7．关节腔 8．椎间盘 9。黄韧带１0.腹直肌鞘 1１.腹股沟管 １2。斜角肌间隙１3。乳突 二、填空题 1.运动系统包括( ），（）和( ）三部分. ２. 成人全身骨共有( )块。按其所在部位分为( )，（）和( )。 3。根据骨的外形，可将骨分为（），（ ),（)和( )四类。 ４.骨的构造主要由( ）,( ），( )，血管和神经组成。 5.关节的基本结构包括（）,（）的（）三部分。 6．骨髓位于( ）的（ )间隙内。可分为有( ）功能的( ） 和失去（）功能的（）两种. 7. 躯干骨包括２4块（)，1块（ ),1块（）,1块（ ),和12对( ）. 8．脊柱是借7块( )，12块( ）,5块( ），1块（ ),1块（)和它们之间的骨连结共同构成。 9.胸廓是同1２个（ )，１2对（ )，１个（）和它们之间的骨连结共同构成。 １0．每块椎骨由位于前方的（）和后方的
( ）结合而成,它们共同围成( ）。 １1.从侧方观察，脊柱有四个生理弯曲,其中（ )曲和（）曲凸向前，而（）曲和（ )曲凸向后。 1２.脊柱有很大的运动性，可做（)，( ）,（），( )和( )运动。 1３．脊柱有（），( ）和（）功能。 14．胸骨自上而下分为( )，（)和（）三部分。 １5.胸骨柄与体之间向前微凸的角称（），两侧接（），该角作为（）的标志。 16。关节面覆盖有( ），它和关节囊的（)共同围成关节腔。 17。连结相邻两个椎体间的纤维软骨叫（），其中央部分称（），周围部分称（）。 18．不成对的脑颅骨包括（），( ），（ )和( )四块。 1９。成对的面颅骨有（），（），（），（），（）和（）六对。 ２0。上肢带骨是（ )和（）.自由上肢骨包括（ ),( ）,（）,( )，（ )和( ）。 21。下肢带骨即( ）。自由下肢骨包括（）,(），( ），（),（）,( ）和( ）。 2２.骨盆由2块（）,１块（）和它们之间的骨连结共同构成。 23.肩关节由（）和肩胛骨的（）构成。 ２4．肘关节是由（）下端,（）上端和（ )上端构成的复关节，它包括三个关节，即
运动人体识别技术
二、运动人体识别技术 1.概念 运动人体识别技术是一种以图像处理，模式识别，计算机视觉等技术为基础，为运动人体进行识别处理的一项技术。其中图像处理（影像处理）是用计算机对图像进行分析，以达到所需结果的技术；模式识别是通过计算机用数学技术方法来研究模式的自动处理和判读，其中环境与客体统称为“模式”；计算机视觉技术是一门研究如何使机器看的学科，简单的说，就是用摄影机和电脑代替人眼对目标进行识别、跟踪和测量等机器视觉，并进一步作图像处理，使电脑处理成更适合人眼观察或传送仪器检测的图像。 2.运动人体识别的研究进展与现状 运动人体识别的研究主要包括图像处理、多传感技术、虚拟现实、模式识别、计算机视觉和图形学、计算机辅助技术、可视化技术以及智能机器人等。针对人体运动图像系列进行分析处理的运动人体视觉分析技术，一般情况下可分为：运动目标检测，运动目标特征提取以及识别复杂背景下的运动目标身份。其主要的研究方法为结构化分量和动态分量。其算法又分为基于统计的方法和基于模型的方法。现状是运动人体科学由宏观向微观理论研究深入发展，与运动人体科学相关的一些学科，快速成长为深入研究性学科，运动人体科学的竞技体育和体育保健。研究方向为：智能安全监控、人机接口、视频会议等方面，这些方面具有广泛的应用前景和巨大的潜在经济价值。 3.运动人体识别算法概述 （1）运动人体识别过程一般分为目标检测和处理、特征提取和分析、模式分类和识别。 （2）主要方法：目标检测和处理的特点为检测出原始图像中的运动目标，在一副图像中，局部目标的表象和形状能够被梯度或者边缘的方向密度分布很好的描述；特征提取和分析的特点为通过映射和变换的方法可以将高维空间中的特征描述用低维空间的特征来描述；模式分类和识别的特点是通过计算机用数学技术方法来研究模式的自动处理和判读，其中环境与客体统称为“模式” （3）特征提取模式识别的方法 在很多实际问题中，往往不容易找到那些最重要的特征，或者因为外界干扰不能提取出自己想要的特征信息。因此在测量时，我们总希望能够获取更多的信息来加以判断。除此之外，我们还能够用数据，比值，梯形图等等的一些展现方法来突出自己想要的特征信息。为了设计出效果好的分类器，通常需要对原始的测量值集合进行分析，经过选择和变换处理，组成有效的识别特征。 4.未来的发展趋势以及存在的问题 人体识别技术的发展趋势是：面对着全球化、信息化越来越提倡的社会背景下，识别技术会越来越广，深度也会不断加深。其虽然有着自己独特的优势，但并不是没有缺点，举个例子，在指纹识别上，面临指纹膜冒充指纹蒙混过关的问题；人面识别也许简单易个容就能过关；虹膜识别技术对黑眼睛存在识别难得问题；对于盲人和眼睛有疾病的患者实在是无能为力；声音、笔记也并不难以模仿；静脉识别也存在着易受温度干扰影响识别率的问题。
人体解剖学运动系统习题
第三章运动系统 【练习题】 一、名词解释 1.骺 2.骨髓 3.椎间孔 4.椎管 5.胸骨角 6.肋弓 7.关节腔 8.椎间盘 9.黄韧带 10.腹直肌鞘 11.腹股沟管 12.斜角肌间隙 13.乳突 二、填空题 1.运动系统包括（），（）和（）三部分。 2. 成人全身骨共有（）块。按其所在部位分为（），（）和( ）。 3. 根据骨的外形，可将骨分为（），（），（）和（）四类。 4.骨的构造主要由（），（），（），血管和神经组成。 5.关节的基本结构包括（），（）的（）三部分。 6.骨髓位于（）的（）间隙内。可分为有（）功能的（） 和失去（）功能的（）两种。 7. 躯干骨包括24块（），1块（），1块（），1块（），和12对（）。 8. 脊柱是借7块（），12块（），5块（），1块（），1块（）和它们之间的骨连结共同构成。 9.胸廓是同12个（），12对（），1个（）和它们之间的骨连结共同构成。 10.每块椎骨由位于前方的（）和后方的（）结合而成，它们共同围成（）。 11.从侧方观察，脊柱有四个生理弯曲，其中（）曲和（）曲凸向前，而（）曲和（）曲凸向后。 12.脊柱有很大的运动性，可做（），（），（），（）和（）运动。 13.脊柱有（），（）和（）功能。 14.胸骨自上而下分为（），（）和（）三部分。 15.胸骨柄与体之间向前微凸的角称（），两侧接（），该角作为（）的标志。 16.关节面覆盖有（），它和关节囊的（）共同围成关节腔。 17. 连结相邻两个椎体间的纤维软骨叫（），其中央部分称（），周围部分称（）。 18.不成对的脑颅骨包括（），（），（）和（）四块。 19.成对的面颅骨有（），（），（），（），（）和（）六对。 20.上肢带骨是（）和（）。自由上肢骨包括（），（），（），（），（）和（）。 21.下肢带骨即（）。自由下肢骨包括（），（），（），（），（），（）和（）。 22.骨盆由2块（），1块（）和它们之间的骨连结共同构成。 23.肩关节由（）和肩胛骨的（）构成。 24.肘关节是由（）下端，（）上端和（）上端构成的复关节，它包括三个关节，即（），（）和（）。 25.髋关节由（）和（）构成。 26.膝关节由（），（）和（）构成。 27. 桡腕关节是由桡骨下端、尺骨下端的（）和（），（），（）共同构成。 28. 鼻腔外侧壁有三个骨片，自上而下为（），（）和（）。 29.腹前外侧群肌，由浅入深依次为（），（）和（）。 30.咀嚼肌包括（），（），（）和（）。能使（）关节产生运动。 31.表情肌主要有（），（），（）和（）等。 32.腹股沟管位于（）内侧半的上方，男性通过（），女性通过（）。
物理竞赛中简谐运动周期的四种求法
物理竞赛中简谐运动周期的四种求法 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
物理竞赛中简谐运动周期的四种求法 物理竞赛中在解决简谐运动问题时，经常会涉及周期的求解。本文通过具体实例，介绍物理竞赛中简谐运动周期的四种求法。 一、周期公式法 由简谐运动的周期公式可知，运用周期公式求周期的关键是求出回复力系数 k。通常情况下，可以通过两种途径求出回复力系数。一是通过对简谐运动物体进行受力分析求出回复力，然后根据物体简谐运动时回复力大小的特征F=kx，找到回复力F与位移x的关系求出回复力系数k；二是通过求简谐运动物体在位移为x时的势能，然后根据物体做简谐运动时势能的关系求出回复力数k。 例1如图1所示，摆球质量为m，凹形滑块质量为M，摆长为L，m与M、M与水平面之间光滑，求摆线偏转很小角度，从静止释放后，系统振动的周期。 图1分析与解由于摆球m周期与整个系统运动周期相等，因此系统振动的周期可以通过求摆球m周期来求出。 凹形滑块M受到水平地面的支持力、重力 G=Mg及m对M的水平作用的作用（图2），由于 M只能在水平面上滑动，因此M沿水平面做往复运动时受到的回复力可表示为：(1) 对摆球m进行受力分析（图3），可得到下列关系式： (2)
例2如图4所示，横截面积为S，粗细均匀的U形管中灌有密度为ρ，质量为m 的水银，现在将B管管口用塞子密封后加热，由于封在B管中空气的膨胀，使水银面在A管内上升，若此时将B管口的塞子拔去，那么水银做简谐运动的周期是多少？ 图4 分析与解设A、B两管液面相平时为水银柱的零势能位置，则当B管中水银面距两管液面相平时的液面高度为x时，整个水银柱具有的势能为 。 二、刚体角加速度法 绕定轴转动的刚体的角加速度和外力的关系应遵循刚体定轴转动定律：即刚体所受的对于某一固定转轴的合外力矩等于刚体对此转轴的转动惯量与刚体在此合外力矩