[0006] 本发明所要解决的计数问题是，跳绳计数人工判断需要耗费人力且精度较低、自动计数跳绳和可穿戴式设备成本高、精度低、且应用场景不够普及的问题。通过本发明,可以使得运动者不再需要另购设备，仅使用普通的智能手机即可完成跳绳实时计数检测。
[0007] 本发明所采用的技术方案为：一种基于关键点识别的跳绳计数检测系统及方法。使用智能手机，在正面对跳绳者进行拍摄，检测视频中人体骨骼关键点的变化，通过胯部(图4中点8和点11)和脚踝关键点(图4中点10和点13)之间的相对距离变化和离地高度，判断是否完成一次跳跃。
[0008] 一种基于关键点识别的跳绳计数检测系统，包括图像采集模块、图像识别模块、动作检测模块、数据处理模块和数据显示模块。
[0009] 图像采集模块：采用外置摄像头或者智能手机摄像头，用于采集跳绳运动的视频图像。以20HZ的速率，即每50毫秒提取一帧图像，作为图像识别模块的输入；
[0010] 图像识别模块：使用Alphapose框架，将图像采集模块中获得的图像作为输入，提取图像中跳绳者的人体框和人体骨骼的关键点；
[0011] 动作检测模块：用于检测图像识别模块中提取的跳绳者人体骨骼关键点中，胯部关键点和脚踝关键点之间的相对距离和离地高度，判断跳绳者处于站立状态、屈膝状态、跃起状态或是落地状态。判断是否完成一次跳绳动作。结束一帧图像的检测后，如图2所示，回到图像采集模块，循环上述流程。若完成一次跳绳动作，或者发生断绳，则转入数据处理模块；
[0012] 数据处理模块：用于记录当前跳绳次数、断绳次数和断绳时刻，并计算实时跳绳速率。当结束跳绳时，计算平均跳绳速率；
[0013] 数据显示模块：通过手机app在智能手机屏幕上显示当前跳绳次数和图表。其中图表包括实时跳绳速率信息，平均速率信息和跳绳中断信息；
[0014] 一种基于关键点识别的跳绳计数检测方法，步骤如下：
[0015] 步骤1，通过图像采集模块采集跳绳运动的视频图像；
[0016] 步骤2，通过图像识别模块识别图像帧；
[0017] 通过图像识别模块的Alphapose框架识别跳绳者骨骼关键点，读取胯部关键点到脚踝关键点的距离L、识别脚踝关键点距离地面的距离H；
[0018] 步骤3，设定判定阈值并初始化；
[0019] 步骤4，通过动作检测模块进行状态判定；
[0020] 步骤5，通过数据处理模块，处理数据，生成可视化数据；
[0021] 步骤6，通过数据显示模块，在手机app中显示当前跳绳信息；
[0022] 步骤7，记录状态为“站立”，并回到步骤2进行下一帧图像的检测；
[0023] 步骤1具体方法如下：
[0024] 通过图像采集模块采集跳绳运动的视频图像，拍摄跳绳者正面，要求跳绳者整个人体完全入镜，并保证跳绳时，也不会跳出相机视野。每50毫秒截取视频中的一帧，作为图像帧，输入Aplhapose框架；
[0025] 步骤3具体方法如下：
[0026] 判断阈值包括lmax、lmin、h、t；
[0027] 所述阈值lmax为跳绳者被判定为跃起状态时，胯部关键点到脚踝关键点的距离L的最大值，即正常站立时的距离；所述阈值lmin为跳绳者被判定为跃起状态时，胯部关键点到脚踝关键点的距离L的最小值；
[0028] 所述阈值h为跳绳者被判定为跃起状态时，脚踝关键点距离地面H的最小值；
[0029] 所述阈值t为跳绳者完成一次跳绳后再次跃起时间T的最大值，大于阈值t，则视为断绳；
[0030] 当未初始化时，则进行初始化操作。跳绳者正常站立，检测到胯部关键点到脚踝关键点距离，设为lmax，lmin设置为lmax的90％。阈值h设定为站立时脚踝关键点到地面距离的1.5倍。t根据跳绳者自身或者训练要求进行调节，此处设置为0.5秒。
[0031] 将状态设置为“站立”。
[0032] 初始化仅进行一次。
[0033] 步骤4具体方法如下；
[0034] 当判定状态为“站立”情况下，当检测到L
[0035] 当判定状态为“屈膝”情况下，当检测到lmin
h，且T[0036] 若不满足lminh，则返回到识别图像帧。
[0037] 若不满足T
[0038] 当判定状态为“跃起”情况下，当检测到lmin
[0039] 步骤5具体方法如下；
[0040] 当判定状态为“落地”情况下，跳绳个数增加1，通过数据处理模块记录跳绳次数和当前时间，并实时计算跳绳速率、中断次数并记录中断时间。
[0041] 步骤6具体方法如下：
[0042] 由数据处理模块中获得当前跳绳次数、实时跳绳速率，中断次数及中断时间，生成实时曲线图，通过app显示于手机上，使得跳绳者可以实时获得可视化信息，调整自身运动状态。
[0043] 本发明与现有技术相比，具有以下的优点和有益效果：
[0044] 1.本发明基于关键点识别的跳绳计数检测系统及方法，将智能手机安放于人体正面拍摄视频，检测连续帧中人体骨骼关键点的位置变化，来判断是否完成一次跳绳动作从而进行计数。
[0045] 2.本发明基于关键点识别的跳绳计数检测系统及方法，即可实时检测，也可输入保存的视频进行检测。可用于单人检测，也可用于多人检测。测试误差小，且检测过程中无需专用的可穿戴设备或者专用的可计数跳绳，仅需普通的智能手机即可完成检测，成本低。对跳绳运动的推广和发展起到了一定的贡献。
