Kinect運動捕獲技術(shù)在健康醫(yī)療中的應(yīng)用研究

羅 章，譚海波，李曉風(fēng)，趙 赫

(1.中國科學(xué)院 合肥物質(zhì)科學(xué)研究院，安徽 合肥 230031；2.中國科學(xué)院大學(xué)，北京 100049；3.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)，安徽 合肥 230026)

Kinect運動捕獲技術(shù)在健康醫(yī)療中的應(yīng)用研究

羅 章1,2,3，譚海波1,3，李曉風(fēng)1,2,3，趙 赫1,3

(1.中國科學(xué)院 合肥物質(zhì)科學(xué)研究院，安徽 合肥 230031；2.中國科學(xué)院大學(xué)，北京 100049；3.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)，安徽 合肥 230026)

體感交互技術(shù)在人機交互領(lǐng)域具有跨時代的意義，實現(xiàn)了不需要任何手持設(shè)備就可進行人機交互的全新體驗。Kinect作為最新的人機交互技術(shù)，如何利用自身的運動捕獲技術(shù)與健康醫(yī)療進行結(jié)合并開展相關(guān)應(yīng)用成為當下的研究重點。通過調(diào)研Kinect運動捕獲技術(shù)在健康醫(yī)療中的應(yīng)用，為課題組利用Kinect開發(fā)針對青少年的康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)提供理論指導(dǎo)和技術(shù)支持，并探索新的應(yīng)用模式。通過調(diào)研國內(nèi)外文獻，并對第二代Kinect體感產(chǎn)品進行研究，探討了Kinect for Windows SDK的數(shù)據(jù)源和編程模型，分析了基于Kinect的人體運動捕獲技術(shù)在健康醫(yī)療領(lǐng)域中的應(yīng)用方式和前景。

人機交互；Kinect；運動捕獲；健康醫(yī)療

0 引 言

人機交互主要是研究人與計算機之間的信息交換，先后經(jīng)歷了三次革命，從鼠標操作到多點觸控再到現(xiàn)在的體感技術(shù)。體感交互技術(shù)在人機交互歷史上具有里程碑式的意義，它徹底改變了傳統(tǒng)的交互模式，用戶不再需要任何手持設(shè)備就可與機器進行互動。這種全新模式是革新性的，它主要通過語音識別、動作捕獲、紅外識別等技術(shù)進行實現(xiàn)。體感交互技術(shù)已經(jīng)成為當下的研究熱點[1-2]。

Kinect體感設(shè)備是微軟公司于2010年世界電子大會上發(fā)布的針對XBOX 360的外部周邊設(shè)備。它是以體感技術(shù)為基礎(chǔ)的跨時代產(chǎn)品，將體感交互融入到現(xiàn)實生活中，使得人機交互的理念更加突出[3]。傳統(tǒng)的人體捕獲技術(shù)由于使用方法、成本和開發(fā)難度等方面的限制，無法較好地推廣到健康醫(yī)療領(lǐng)域。Kinect作為最新的傳感器技術(shù)，其提供的骨骼追蹤和深度過濾技術(shù)能夠同時識別6個人(每個人25個關(guān)節(jié)點)，此外其提供的高清視頻錄制、新的主動式紅外檢測、改進的麥克風(fēng)、新增拇指追蹤和手勢識別等先進技術(shù)推動了人體捕獲技術(shù)的發(fā)展。Kinect相對其他體感產(chǎn)品在運動捕獲精度方面有所提高[4]。國內(nèi)外不少學(xué)者利用Kinect運動捕獲技術(shù)在健康醫(yī)療方面進行相關(guān)研究和應(yīng)用，完備的Kinect SDK能夠為開發(fā)者探尋和創(chuàng)造新的應(yīng)用App提供入口[5]。

基于Kinect運動捕獲技術(shù)開發(fā)的應(yīng)用也層出不窮，如手勢姿態(tài)檢測應(yīng)用、虛擬場景模擬、軍事化體能訓(xùn)練系統(tǒng)、3D虛擬試衣間、電子游戲等[6]。Kinect技術(shù)正在被用于物理療法，通過Kinect作為監(jiān)控病房情況的一種健康服務(wù)手段。此外Kinect也可用于教育領(lǐng)域中，增加教育過程的互動性，對現(xiàn)有的課程進行補充。

1 Kinect體感交互技術(shù)簡介

Kinect體感設(shè)備構(gòu)造如圖1所示。

圖1 Kinect構(gòu)造

圖中共有三個攝像頭，分別是RGB彩色攝像頭、紅外線發(fā)射器和紅外線CMOS攝像頭。Kinect設(shè)備底部為麥克風(fēng)陣列，能夠探測周圍的語音。主要功能如下所述：

1.1 3D影像探測

Kinect產(chǎn)品是獨一無二的，不管是在網(wǎng)絡(luò)攝像機，還是在彩色照相機的條件下，它都可以在3D模式下觀看。通過利用紅外線探測可形成像素點深度數(shù)據(jù)。使用Kinect和Kinect Fusion對人體、對象及環(huán)境進行掃描，可以整合輸出到3D建模軟件和3D網(wǎng)絡(luò)中，甚至發(fā)送到3D打印機[7]。

1.2 人體骨骼追蹤

Kinect把紅外攝像頭探測到的深度圖像映射到骨架追蹤系統(tǒng)。該系統(tǒng)可同時跟蹤6個人，最多25個關(guān)節(jié)的活動，同時骨骼的穩(wěn)定性也得到了大幅改善。系統(tǒng)可以從解剖學(xué)角度更準確地定位關(guān)節(jié)，在對骨關(guān)節(jié)定位的改善中，增加了大拇指關(guān)節(jié)和指尖關(guān)節(jié)，也增加了用于表示開關(guān)的手部狀態(tài)，這樣便增大了檢測范圍。該系統(tǒng)可以呈現(xiàn)距離設(shè)備各方向(近則5 cm，遠則8 m)的深度數(shù)據(jù)[8]。

1.3 音頻處理

Kinect的音頻系統(tǒng)采用四元線性麥克風(fēng)陣列，可以監(jiān)聽來自四面八方的聲音，通過語音完成與應(yīng)用程序的交互，從而完成整個系統(tǒng)的工作目標。麥克風(fēng)可由軟件控制，可以通過語音啟動程序。

2 Kinect SDK數(shù)據(jù)源及應(yīng)用編程模型

2.1 Kinect SDK

通過Kinect SDK可以判定Kinect設(shè)備前是否有人出現(xiàn)，Kinect中使用了能夠檢測人體的所有識別算法，系統(tǒng)可以使用骨骼跟蹤身體，了解人體所處的位置。Kinect SDK提供大量的API，不僅適用于過去的桌面應(yīng)用程序和微軟的商店應(yīng)用程序，而且也適用于XBOX環(huán)境。Kinect SDK也可以整合到Unity游戲或應(yīng)用程序中，對用戶輸入進行響應(yīng)、互動。

Kinect技術(shù)的核心與人體相關(guān)，當人站在設(shè)備前只需要思考移動就會看到相關(guān)運動或者表情的變化。通過Kinect for Windows SDK開發(fā)者可以實現(xiàn)很多難以置信的應(yīng)用。Kinect提供的攝像頭非常精密，對深度數(shù)據(jù)判斷十分精準，因此它可以成為制作動畫的最佳方式，傳統(tǒng)需要30 min的動畫時間，現(xiàn)在只需要10 s即可。在醫(yī)院，利用Kinect for Windows和Windows Modern App，醫(yī)生可以在病人最需要的地方部署軟件。在家庭，開發(fā)者可以把開發(fā)出的Kinect應(yīng)用放在Windows Store上，以此來吸引上百萬消費者。通過Kinect SDK，開發(fā)者可以不斷開發(fā)出影響人類生活方式的體感應(yīng)用。

2.2 Kinect SDK數(shù)據(jù)源

Kinect SDK共有6種數(shù)據(jù)源，所有的編程模型都是基于這些數(shù)據(jù)源的，它們是Color、Infrared、Depth、BodyIndex、Body和Audio，如圖2所示。

Color數(shù)據(jù)源：像素1 920*1 080，彩色圖片。該數(shù)據(jù)源具有廣闊的視野，圖中可以清楚看到它們。Infrared屬于紅外線數(shù)據(jù)源，是超級干凈的紅外線，可以應(yīng)用于對象檢測和識別。深度信息數(shù)據(jù)源使得程序開發(fā)者能夠掌握X、Y和Z坐標上的單獨像素，這樣就可以知道物體有多遠。BodyIndex數(shù)據(jù)源可以識別出具體對象和判定人員的個數(shù)等。Body數(shù)據(jù)源可以檢測到每個人的骨關(guān)節(jié)或者身體關(guān)節(jié)。目前有25個關(guān)節(jié)，當前骨骼的穩(wěn)定性有了巨大提升，臀部的位置也降低了，從而能夠達到解剖學(xué)上的正確性，這樣更容易追蹤。此外系統(tǒng)增加了大拇指關(guān)節(jié)和指尖關(guān)節(jié)，系統(tǒng)也內(nèi)置手勢開關(guān)的初始識別，如綠色表示伸展開手掌，紅色表示手掌握拳。另外一種手型叫套鎖，這個動作用藍色表示。身體都有一系列的關(guān)節(jié)組合，如果對關(guān)節(jié)進行跟蹤或推斷，可視化過程會根據(jù)代碼的處理方式使用不同的方法處理關(guān)節(jié)，Kinect系統(tǒng)可以同時提供6個身體的情況。Audio數(shù)據(jù)源提供相關(guān)聲音信息。

圖2 Kinect數(shù)據(jù)源

KinectSDKV1只能運行單一的Kinectapp，但是在這個模型中，它有一個共享模型，可以同時運行使用這些數(shù)據(jù)的多個APP。KinectSDK中提供Kinectstudio工具，它可以記錄來自KinectSensor的數(shù)據(jù)，記錄不同數(shù)據(jù)源，還可以對不同數(shù)據(jù)源進行回放，開發(fā)者可以在任何地方開發(fā)Kinectapp。Kinect也提供了工具GBA，該工具可以通過兩種方法進行姿勢檢測：啟發(fā)式方法和機器學(xué)習(xí)方法。

2.3 Kinect編程架構(gòu)

Kinect及其App的架構(gòu)如圖3所示。

圖3 Kinect編程架構(gòu)

圖3中，最底層是物理層Kinect Sensor，在傳感器上方，系統(tǒng)還為驅(qū)動程序安裝軟件層，為運行時安裝軟件層，運行時的主要任務(wù)是以獨立方式提供大量數(shù)據(jù)，有原生API、受管理的API、.net API和WinRt API，系統(tǒng)通對API進行一次設(shè)計，讓開發(fā)者可以跨范圍構(gòu)建多個應(yīng)用程序。Kinect架構(gòu)中需要了解系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)、硬件規(guī)范和設(shè)計原則三個問題。體系結(jié)構(gòu)已經(jīng)介紹，其硬件規(guī)范主要從CPU、GPU、RAM、USB和OS方面來考慮。CPU建議i7，RAM建議4 G內(nèi)存，GPU要求DirectX 11，USB3.0要求Intel或者Renesas Chipset，OS要求Windows8以上。在設(shè)計原則方面，通過將運行時與其他API整合在一起，能夠最大程度地降低每幀的地址分配，這樣才能緊密地在主循環(huán)中持續(xù)運行程序，而不加重存儲系統(tǒng)的負擔(dān)[8]。設(shè)計Kinect時，響應(yīng)時間短、吞吐量高是十分重要的原則；再有，一定要數(shù)據(jù)公開，低級數(shù)據(jù)和高級數(shù)據(jù)都要公開，所以系統(tǒng)為開發(fā)者提供了骨架跟蹤、手部跟蹤以及基本紅外幀。實際代碼如下，首先是Kinect Sensor的分類情況，但實際上只有一個物理傳感器可用，這里選擇C#語言。

C#://調(diào)用KinectSensor.GetDefault就選擇了系統(tǒng)的默認值This.sensor=KinectSensor.GetDefault();//打開Kinect傳感器this.sensor.Open();//MaketheworldabetterplacewithKinect//關(guān)閉Kinect傳感器this.sensor.Close();

目前只支持每臺機器插接一個傳感器，如果調(diào)用關(guān)閉數(shù)據(jù)流，數(shù)據(jù)流就會關(guān)閉，就會停止使用CPU和GPU資源，當再使用數(shù)據(jù)時需要再次打開。體感器也可用同樣的方法打開，無需啟用新的樣例，體感器對象始終處于工作狀態(tài)。打開建立應(yīng)用程序時，無需擔(dān)心體感器處于何種狀態(tài)，從Kinect Sensor得到的源是元數(shù)據(jù)，所以一旦有了讀出器(reader)就可以通過事件或者輪詢來訪問各幀。對于多數(shù)像XAML、JavaScript這樣的UI Framework apps而言，可以使用事件機制，因為這些apps將被寫入，通過對使用apps的人進行輪詢，即知游戲主循環(huán)方式。比如，DirectX app可以交替使用這些方法，其目的是使應(yīng)用程序得到更多發(fā)揮。此外，在同一個源上，可以創(chuàng)建出多個讀出器，與現(xiàn)有的Kinect for Windows相比，這是一個貼心功能。讀出器可以暫停，可以縮減數(shù)據(jù)，還可以在短時間內(nèi)關(guān)閉數(shù)據(jù)。如果應(yīng)用程序中有不感興趣的新輸入或者Kinect數(shù)據(jù)的可執(zhí)行程序段，當再次需要數(shù)據(jù)時，可以暫停讀出器，還可以對其取消暫停，而事件不會被觸發(fā)也不會被輪詢，所以不必擔(dān)心數(shù)據(jù)的獲取問題，以及此后的重置狀態(tài)問題[9]。使用讀出器的代碼如下(C#)：

InfraredFrameReaderreader=sensor.InfraredFrame-Source.OpenReader();reader.FrameArrived+=InfraredReaderFrameArrived;

然后InfraredReaderFrameArrievd監(jiān)聽來的每一幀，循環(huán)下去直到接收全部所有幀為止。通過從KinectSensor中獲得源，然后打開讀出器，以便訂閱已經(jīng)就緒的幀事件，只需要訂閱已經(jīng)到達的幀即可，當有幀進來時即回調(diào)，列表中的下一項是幀引用，在幀事件的數(shù)組變量中，實際發(fā)送的就是幀引用，這樣就可以得以訪問幀本身。在幀引用中，包含AcquireFrame和RelativeTime兩個關(guān)鍵內(nèi)容，通過AcquireFrame可以訪問實際的幀。之所以不直接給出幀，原因在于，在許多系統(tǒng)中，事件都是非確定性的，是基于所在的線程而發(fā)生的，而不論UI線程是否正在發(fā)送信息，也不論事件做出反映的時間有多長，因此就有可能出現(xiàn)這種情況，當幀事件觸發(fā)時，代碼要求一個幀而此時該幀已經(jīng)過期，而幀引用就可以根據(jù)相對時間找回這些幀，讓幀記錄時就知道，這樣如果幀依然可用的話，就可以獲得幀。但是，Kinect設(shè)計原則是盡量縮減每個幀的地址分配，如果有無限的活動幀，應(yīng)用程序就會很快因為內(nèi)存不足而癱瘓，這種幀引用模式可在需要的時候訪問幀，從而避免大量的地址分配，使應(yīng)用程序易于適應(yīng)實時數(shù)據(jù)。得不到幀就無法展開工作，由于處理的數(shù)據(jù)量很大，每秒要處理30個幀，因此編寫準確的代碼，進行正確的處置，制作的副本數(shù)量，提高循環(huán)的效率都很重要。通過相對時間可使開發(fā)者對不同的幀建立暫時的相關(guān)，每個源都使用relativeTime的相同基點，這樣就可以知道彩色幀或者紅外幀之間所需的時差是多少。編寫這種代碼很簡單，首先進行事件訂閱，并進行觸發(fā)，再從幀事件數(shù)組變量中獲取幀引用，在C#中，只需要嵌入一個using數(shù)據(jù)塊即可，這個using數(shù)據(jù)塊將自動處置幀，完成這個操作后，要準備好處理下一個幀[10]。具體代碼如下：

VoidirReader_FrameArrived(InfraredFrameReadersender,In-fraredFrameArrivedEventArgsargs){using(InfraredFrameframe=args.FrameReference.Acquire-Frame()){if(frame!=null){//Getwhatyouneedfromtheframe}}}

3 Kinect體感技術(shù)在健康醫(yī)療中的應(yīng)用

隨著Kinect體感技術(shù)的成熟，其應(yīng)用層出不窮，從微軟早期的體感游戲向健康醫(yī)療康復(fù)、網(wǎng)絡(luò)等領(lǐng)域滲透[11]。基于Kinect技術(shù)開發(fā)出的體感訓(xùn)練系統(tǒng)能夠節(jié)約更多的器材，可以幫助患者進行主動運動訓(xùn)練和康復(fù)治療，適用于社區(qū)與家庭康復(fù)。本節(jié)主要從醫(yī)療護理領(lǐng)域、行為障礙的康復(fù)和醫(yī)療手術(shù)三方面應(yīng)用來闡述Kinect體感技術(shù)應(yīng)用的方式和未來前景。

3.1 醫(yī)療護理康復(fù)

在美國，為了能夠為空巢老人提供獨立自主的生活環(huán)境，美國家庭服務(wù)公司Americare和密蘇里州大學(xué)辛克萊護理學(xué)院通過合作開展了老虎場(Tiger Place)項目。老虎場其實是一個老人生活中心，通過在老虎場內(nèi)布置Kinect網(wǎng)絡(luò)傳感器來監(jiān)控老人的活動。基于Kinect數(shù)據(jù)可以推測出老人的步行時間、速度等信息，通過不間斷地觀察，一旦發(fā)現(xiàn)有老人的運動指數(shù)和正常值出現(xiàn)偏差，系統(tǒng)會及時給予反饋，同是這種基于Kinect的應(yīng)用模式也受到了極大的關(guān)注。

加州大學(xué)圣地亞哥分校(UCSD)也將Kinect作為其醫(yī)療護理工具的一部分。該項目被稱作Lab-in-a-Box，是UCSD研究人員Nadir Weibel及其在圣地亞哥退伍軍人醫(yī)療中心的同事們的勞動成果。這套系統(tǒng)可以像保姆一樣，監(jiān)測醫(yī)生是否對患者給予了足夠的“人文關(guān)懷”(而不是將時間過多花費在電腦屏幕上)。Kinect傳感器在該過程中扮演了重要的角色，因為其精神攝像頭可以準確地記錄下醫(yī)護人員的頭部和身體的運動。另外還有一個獨立的眼動追蹤設(shè)備會檢測醫(yī)生的凝視動作，而麥克風(fēng)則會記錄下雙方的談話內(nèi)容。最后，系統(tǒng)會對整個過程生成一份詳盡的報告，以確保在當今日益數(shù)字化的世界中的醫(yī)患關(guān)系更加融洽[12]。現(xiàn)在這套系統(tǒng)并沒有大規(guī)模的應(yīng)用，也許在未來的某一天，人們會更習(xí)慣地接受它的存在，并部署在全世界各地的醫(yī)院。

3.2 行為障礙康復(fù)

英國南安普頓大學(xué)(UK’s University of Southampton)生物力學(xué)講師謝里爾·梅特卡夫(Cheryl Metcalf)正著手利用Kinect開發(fā)可以協(xié)助中風(fēng)患者康復(fù)的系統(tǒng)。該系統(tǒng)根據(jù)特定場景設(shè)計針對性算法來協(xié)助康復(fù)醫(yī)生跟蹤病人的手指情況，基于算法進行訓(xùn)練指導(dǎo)[13]。該系統(tǒng)最大的特點就是引入遠程醫(yī)療監(jiān)控方式，患者不必花費高昂的住院費在家就可進行康復(fù)訓(xùn)練，通過互聯(lián)網(wǎng)的方式進行監(jiān)控，隨時跟蹤患者的康復(fù)進度。

全世界范圍內(nèi)青少年運動障礙患者逐年增多，如何對運動障礙患者進行康復(fù)訓(xùn)練，也成為科研學(xué)者關(guān)注的方向。美國的Chang等研發(fā)了基于Kinect體感技術(shù)的Kinerehab系統(tǒng)[14]。Kinerehab主要是通過Kinect內(nèi)置的圖像處理技術(shù)檢測運動患者的運動信息，該系統(tǒng)初步試運行期間選擇兩例患者進行Kinerehab評測。一例是患有肌肉萎縮同時肌肉無力的16歲女性患者，另外一例是上肢僵化和先天性肌肉無力的17歲男性患者。測試過程中，讓兩位患者依次開展前舉、側(cè)舉和上舉的動作。Kinerehab系統(tǒng)對通過Kinect捕獲到的關(guān)節(jié)點信息和數(shù)據(jù)庫信息進行對比，計算患者動作的精確度。同時為增加系統(tǒng)的趣味性，Kinerehab系統(tǒng)增加“鯨魚甩尾唱歌”的形式進行反饋，Kinect識別出的患者動作精準度越高，鯨魚運動越活躍，相應(yīng)地歌聲更加嘹亮，通過在顯示設(shè)備上觀察動畫可對患者進行指導(dǎo)。事實證明，通過Kinerehab干預(yù)的患者訓(xùn)練精準度明顯提高，而無Kinerehab系統(tǒng)干預(yù)的患者，動作識別率較低。

在運動康復(fù)方面，結(jié)合虛擬現(xiàn)實技術(shù)，再利用Kinect的運動傳感器、攝像頭和話筒，通過這些技術(shù)為用戶創(chuàng)造一個虛擬卡通形象。借助該形象，用戶可與虛擬世界中的其他人物互動，而且面部表情和肢體動作也相當逼真，處于現(xiàn)實世界中的用戶可以通過各種動作和言語命令來控制該虛擬形象。鑒于這種方式未來可以開發(fā)很多類似的應(yīng)用來提高患者的運動能力，患者置身于虛擬世界，通過虛擬世界里的交互運動，提高患者的行為障礙[15]。

3.3 醫(yī)療手術(shù)

當下很多外科手術(shù)都和數(shù)字圖像系統(tǒng)緊密結(jié)合，然而操作問題成為主刀醫(yī)生的難題。為解決該問題，微軟研究員通過結(jié)合Kinect、LCD顯示器和透視掃描儀，搭建手術(shù)影響無接觸交互平臺。該平臺能夠自主改變成像角度和區(qū)域，主刀醫(yī)生可以通過手勢對數(shù)字圖像進行放大、平移、旋轉(zhuǎn)、鎖定等操作。基于Windows的Kinect傳感器可放置在計算機顯示器上面或下面，外科醫(yī)生通過顯示器查看醫(yī)學(xué)影像。這種通過Kinect進行手術(shù)的模式，能夠大大降低手術(shù)的復(fù)雜度，同時有利于外科醫(yī)生更好地控制相關(guān)醫(yī)療信息。

Kinect正在深入到醫(yī)療手術(shù)領(lǐng)域，這套系統(tǒng)能夠使外科手術(shù)變得更快捷、更準確。經(jīng)過充分測試和審核批準后，這套系統(tǒng)有望為患者帶來更好的療效。

4 結(jié)束語

Kinect體感設(shè)備可以進行深度圖像獲取、動態(tài)捕獲及麥克風(fēng)輸入，可以通過Kinect for Windows SDK提供的軟件庫與應(yīng)用程序進行交互，利用Kinect提供的SDK結(jié)合圖像處理和實時交互的相關(guān)算法開發(fā)出服務(wù)于健康醫(yī)療的應(yīng)用，包括醫(yī)療康復(fù)系統(tǒng)、行為障礙康復(fù)系統(tǒng)，還有致力于提高手術(shù)準確率的醫(yī)療手術(shù)系統(tǒng)，幫助醫(yī)生對患者進行合理的評估，可以將該成果應(yīng)用于社區(qū)和家庭醫(yī)療機構(gòu)，對患者的早日康復(fù)起到十分重要的作用。在未來全民健康時代，通過Kinect運動捕獲搭建的技術(shù)開發(fā)出的人機交互系統(tǒng)可以部署在醫(yī)院、社區(qū)等，供患者和居民用于鍛煉，以提高全民素質(zhì)。

[1] 王 毅.基于仿人機器人的人機交互與合作研究[D].北京:北京科技大學(xué),2015.

[2] 倪 晨,邱 鵬,王 鋒,等.Kinect體感技術(shù)在人機交互中的應(yīng)用研究[J].信息技術(shù)與信息化,2013(1):87-90.

[3] Nelson A J,Steggall E Q,Long D D E.Cooperative mode:comparative storage metadata verification applied to the Xbox 360[J].Digital Investigation,2014,11:46-56.

[4] 謝 亮,廖宏建,楊玉寶.基于Kinect的姿勢識別與應(yīng)用研究[J].計算機技術(shù)與發(fā)展,2013,23(5):258-260.

[5] 李 萌.基于體感交互的沉浸式森林景觀展示研究[D].北京:北京林業(yè)大學(xué),2013.

[6] 王松林.基于Kinect的手勢識別與機器人控制技術(shù)研究[D].北京:北京交通大學(xué),2014.

[7] Rodrigo I,Alvaro S,Alfredo T,et al.Easy gesture recognition for Kinect[J].Advances in Engineering Software,2014,76:171-180.

[8] 黃露丹,嚴利民.基于Kinect深度數(shù)據(jù)的人物檢測[J].計算機技術(shù)與發(fā)展,2013,23(4):119-121.

[9] 張 昊.基于Kinect的人體行為分析及其應(yīng)用[D].廣州:廣東工業(yè)大學(xué),2014.

[10] 楊 濤.運動捕獲數(shù)據(jù)關(guān)鍵幀提取及檢索研究[D].杭州:浙江大學(xué),2006.

[11] 況 鷹.基于Kinect運動捕獲的三維虛擬試衣[D].廣州:華南理工大學(xué),2012.

[12] 馬 達.基于網(wǎng)絡(luò)的個人健康醫(yī)療服務(wù)平臺的研發(fā)[D].長春:吉林大學(xué),2010.

[13] 李 青,王 青.體感交互技術(shù)在教育中的應(yīng)用現(xiàn)狀述評[J].遠程教育雜志,2015,33(1):48-56.

[14] 可穿戴健康醫(yī)療設(shè)備前景廣闊[J].健康管理,2014(2):25-31.

[15] 羅 元,謝 彧,張 毅.基于Kinect傳感器的智能輪椅手勢控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J].機器人,2012,34(1):110-113.

Research on Application of Kinect Motion Capture Technology in Health Care

LUO Zhang1,2,3,TAN Hai-bo1,3,LI Xiao-feng1,2,3,ZHAO He1,3

(1.Hefei Institutes of Physical Science,Chinese Academy of Sciences,Hefei 230031,China;2.University of Chinese Academy Sciences,Beijing 100049,China;3.University of Science and Technology of China,Hefei 230026,China)

Somatosensory interactive technology has a big significance in the field of human-computer interaction.It realizes the new experience without any handled device.As the latest interactive technology,how to combine Kinect motion capture and health care has been the focus of the current study.It can provide theoretical guidance and technical support for the group to develop rehabilitation training system for teenagers through researching the application of health care with Kinect motion capture technology and explore new application.Studying the documents in domestic and foreign and researching the Kinect V2 of somatosensary technology,the data source and programmable model for Kinect for Windows SDK are discussed,and the application and prospect of human motion capture technology based on Kinect in health care field are analyzed.

human-computer interaction;Kinect;motion capture;health care

2015-10-27

2016-02-25

時間：2016-08-01

國家科技支撐計劃課題(2013BAH14F01)

羅 章(1990-)，男，碩士研究生，研究方向為計算機應(yīng)用；譚海波，高級工程師，碩士生導(dǎo)師，研究方向為計算機應(yīng)用和網(wǎng)絡(luò)安全；李曉風(fēng)，博士生導(dǎo)師，研究方向為計算機網(wǎng)絡(luò)管理和計算機自動控制。

http://www.cnki.net/kcms/detail/61.1450.TP.20160801.0842.014.html

TP393.4

A

1673-629X(2016)08-0104-05

10.3969/j.issn.1673-629X.2016.08.022