TW201438674A - 影像式運動量評估量測系統及其方法 - Google Patents
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Abstract
本發明之影像式運動量評估量測系統，包含一種影像式運動量評估量測系統，包含影像擷取模組、核心運算評估模組以及終端顯示模組。其中影像擷取模組，影像擷取模組係取得實施現場畫面；核心運算評估模組，係透過影像擷取模組取得之現場畫面中偵測出使用者臉部區域之連續影像並運算出脈搏生理資訊；以及終端顯示模組，係顯示經由核心運算評估模組之脈搏生理資訊。
Description
本發明係一種評估系統及其方法，更為一種影像式運動量評估量測系統及其方法。
目前一般的運動量評估系統必須穿戴於使用者身上或是需要使用者接觸感應，因此測量儀器或是按壓的金屬感應器可能運動者產生不適甚至皮膚過敏有生衛疑慮。
再者，習知技術中之人臉影像的色彩資訊分析方式中，僅採用紅、黃、綠三種訊號中其中之一訊號做頻率分析。在實際應用上缺乏穩穩定性及可靠度。
上述習用技術仍有缺失，實非一良善之設計者，而亟待加以改良。本案發明人鑑於上述習用技術所衍生的各項缺點，乃亟思加以改良創新，並經多年苦心孤詣潛心研究後，終於成功研發完成本發明之一種影像式運動量評估量測系統。
本發明之影像式運動量評估量測系統，包含一種影像式運動量評估量測系統，包含影像擷取模組、核心運算評估模組以及終端顯示模
組。其中影像擷取模組，影像擷取模組係取得使用者臉部影像之連續畫面；核心運算評估模組，係透過影像擷取模組取得之用者臉部影像之連續畫面運算出脈搏生理資訊；以及終端顯示模組，係顯示經由核心運算評估模組之脈搏生理資訊。
其中，影像擷取模組係為具有CCD或CMOS攝影頭之各式影像輸入設備。其中，終端顯示模組係為傳統顯示器、液晶顯示器。
本發明之影像式運動量評估量測系統之方法，步驟如下：一影像擷取模組取得實施現場之影像畫面；當運動者站於量測位置後，此影像擷取模組取得實施現場之影像畫面送入一核心運算評估模組；透過核心運算評估模組偵測出畫面中臉部區域影像且運算出脈搏生理資訊，並將脈搏生理資訊送入一終端顯示模組；以及透過終端顯示模組3顯示，並重複上述步驟已達到即時更新脈搏生理資訊，以提供給運動者做運動量的參考。
其中，核心運算評估模組之運算流程圖，步驟如下：透過影像擷取模組輸入的現場畫面進行人臉量測定位，以定義欲取得之使用者臉部影像的範圍區域，並以設定時間取得使用者臉部影像；核心運算評估模組將在設定時間取得的使用者臉部影像分析取得紅色、綠色、藍色的彩色訊號；使用訊號分離演算法，以分離運算時不相關訊號後，取得紅色、綠色、藍色的彩色訊號之主訊號；其中使用之訊號分離演算法係為獨立分量分析演算法(Independent Component Analysis，ICA)或是固定子空間分析演算法
(Stationary Subspace Analysis)；將紅色、綠色、藍色的彩色訊號之主訊號透過傅立葉轉換分別為紅色、綠色、藍色之頻域圖形和強度值；將紅色、綠色、藍色之頻域的強度值，依據亂度(Entropy)之公式(1)，將熵值最低者作為一最終脈搏訊號；Entropy=Σi pi ln pi...公式(1)其中pi為頻域圖形每個波峰的強度值；以及將最終脈搏訊號轉換成相對應之脈搏心跳值。
本發明與習知技術相較具下列優點：
(1)透過非接觸式的影像擷取模組取得的使用者的臉影像並挑選出一個可信賴的訊號以轉換成脈搏資訊。
(2)在實際應用上，目前一般的運動量評估方式必須穿戴感應器於運動者身上或是需要運動者接觸感應，但這類的量測方式可能會使運動者感覺不舒服。因此本發明之影像式運動量評估量測系統，運動者不需要戴任何的裝置或是按壓任何的感應器，而是透過非接觸的方式以達到量測的目的進而評估運動量。
(3)由於本發明為非接觸式所以不會有衛生疑慮產生，就算是在公共使用的運動儀器上，此項系統仍然可以提供安全無虞的量測環境。
(4)本發明可同時進行多人脈搏偵測，達到多人的運動量評估量測。
綜上所述，本案不但在空間型態上確屬創新，並能較習用物品增進上述多項功效，應已充分符合新穎性及進步性之法定發明專利要件，
爰依法提出申請，懇請 貴局核准本件發明專利申請案，以勵發明，至感德便。
1‧‧‧影像擷取模組
2‧‧‧核心運算評估模組
3‧‧‧終端顯示模組
S21~S24‧‧‧步驟流程
S31~S36‧‧‧步驟流程
第1圖為本發明之影像式運動量評估量測系統之架構圖。
第2圖為本發明之影像式運動量評估量測系統之流程圖。
第3圖為本發明之核心運算評估模組之流程圖
為利 貴審查委員了解本發明之技術特徵、內容與優點及其所能達到之功效，茲將本發明配合附圖，並以實施例之表達形式詳細說明如下，而其中所使用之圖式，其主旨僅為示意及輔助說明書之用，未必為本發明實施後之真實比例與精準配置，故不應就所附之圖式的比例與配置關係解讀、侷限本發明於實際實施上的權利範圍，合先敘明。
請參閱第1圖，係為本發明之影像式運動量評估量測系統之架構圖，包含一種影像式運動量評估量測系統，包含：一影像擷取模組，該影像擷取模組係取得使用者臉部影像之連續畫面；一核心運算評估模組，係透過該影像擷取模組取得之用者臉部影像之連續畫面運算出脈搏生理資訊；以及一終端顯示模組，係顯示經由該核心運算評估模組之脈搏生理資訊。
其中，影像擷取模組係為具有CCD或CMOS攝影頭之各式影像輸入設備。其中，終端顯示模組係為傳統顯示器、液晶顯示器。
請參閱第2圖，如圖所示，為本發明之影像式運動量評估量測系統之方法流程圖，步驟如下：S21；當運動者站於量測位置後，一影像擷取模組1取得實施現場之影像畫面，並將此臉部連續畫面送入一核心運算評估模組2；S22：核心運算評估模組2偵測使用者的臉部區域之連續影畫面；S23：再透過核心運算評估模組2運算出脈搏生理資訊，並將脈搏生理資訊送入一終端顯示模組3；以及S24：透過終端顯示模組3顯示，且不斷重複步驟S22~S24已達到即時更新脈搏生理資訊，以提供給運動者做運動量的參考。
請參閱第3圖，係為本發明之核心運算評估模組2之流程圖，步驟如下：S31：透過影像擷取模組1輸入之實施現場之影像畫面，核心運算評估模組2進行人臉量測定位，以定義欲取得之使用者臉部影像的範圍區域，並以設定時間取得使用者臉部影像；S32：將在設定時間取得的使用者臉部影像分析取得紅色、綠色、藍色的彩色訊號；S33：使用訊號分離演算法，以分離運算時不相關訊號後，取得紅色、綠色、藍色的彩色訊號之主訊號；其中使用之訊號分離演算法係為獨立分量分析演算法(Independent Component Analysis，ICA)或是固定子空間分析演算法(Stationary Subspace Analysis)；S34：將紅色、綠色、藍色的彩色訊號之主訊號透過傅立葉轉換分別為紅色、綠色、藍色之頻域圖形和強度值；
S35：將紅色、綠色、藍色之頻域的強度值，依據亂度(Entropy)之公式(1)，將熵值最低者作為一最終脈搏訊號；Entropy=Σ i p i ln p i ...公式(1)其中pi為頻域圖形每個波峰的強度值；以及S36：將最終脈搏訊號轉換成相對應之脈搏心跳值。
1‧‧‧影像擷取模組
2‧‧‧核心運算評估模組
3‧‧‧終端顯示模組
Claims (5)
- 一種影像式運動量評估量測系統，包含：一影像擷取模組，該影像擷取模組係取得使用者臉部影像之連續畫面；一核心運算評估模組，係透過該影像擷取模組取得之用者臉部影像之連續畫面運算出脈搏生理資訊；以及一終端顯示模組，係顯示經由該核心運算評估模組之脈搏生理資訊。
- 如申請專利範圍第1項所述之影像式運動量評估量測系統，其中該影像擷取模組係為具有CCD或CMOS攝影頭之各式影像輸入設備
- 如申請專利範圍第1項所述之影像式運動量評估量測系統，其中該終端顯示模組係為傳統顯示器、液晶顯示器。
- 一種影像式運動量評估量測系統之方法，其步驟如下：a.當運動者站於量測位置後，一影像擷取模組取得實施現場之影像畫面，並將此臉部連續畫面送入一核心運算評估模組；b.核心運算評估模組偵測使用者的臉部區域之連續影畫面；c.再透過該核心運算評估模組運算出脈搏生理資訊，並將脈搏生理資訊送入一終端顯示模組；以及d.透過該終端顯示模組，顯示脈搏生理資訊，且不斷重複步驟b~d，已達到即時更新脈搏生理資訊。
- 如申請專利範圍第4項所述之影像式運動量評估量測系統之方法，其中該核心運算評估模組，更包含下列步驟：透過影像擷取模組輸入之實施現場之影像畫面，核心運算評估模組進行 人臉量測定位，以定義欲取得之使用者臉部影像的範圍區域，並以設定時間取得使用者臉部影像；核心運算評估模組將在設定時間取得的使用者臉部影像分析取得紅色、綠色、藍色的彩色訊號；使用訊號分離演算法，以分離運算時不相關訊號後，取得紅色、綠色、藍色的彩色訊號之主訊號；其中使用之訊號分離演算法係為獨立分量分析演算法或是固定子空間分析演算法；將紅色、綠色、藍色的彩色訊號之主訊號透過傅立葉轉換分別為紅色、綠色、藍色之頻域圖形和強度值；將紅色、綠色、藍色之頻域的強度值，依據亂度之公式(1)，將熵值最低者作為一最終脈搏訊號Entropy=Σ i p i ln p i ...公式(1)其中p i 為頻域圖形每個波峰的強度值；以及將該最終脈搏訊號轉換成相對應之脈搏心跳值。
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| TW102112643A TW201438674A (zh) | 2013-04-10 | 2013-04-10 | 影像式運動量評估量測系統及其方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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| TW (1) | TW201438674A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI695699B (zh) * | 2017-03-09 | 2020-06-11 | 英華達股份有限公司 | 單邊咀嚼監測設備及其方法 |
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2013
- 2013-04-10 TW TW102112643A patent/TW201438674A/zh unknown
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