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探索人體動(dòng)作：人體動(dòng)作數(shù)據(jù)庫(kù)為研究提供了新平臺(tái)
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人體動(dòng)作是人類活動(dòng)中不可缺少的一部分，它是人們活動(dòng)時(shí)身體與環(huán)境相互作用的重要表現(xiàn)形式之一。因此，探索人體動(dòng)作的特征以及其表現(xiàn)形式，對(duì)于了解人的行為習(xí)慣及特征具有極為重要的意義。不過(guò)，傳統(tǒng)的研究手段存在著諸多不便，然而隨著科技的不斷發(fā)展，人體動(dòng)作數(shù)據(jù)庫(kù)則為關(guān)于人體動(dòng)作特征的研究提供了全新的平臺(tái)。
一、人體動(dòng)作的重要性
人體動(dòng)作被廣泛應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域，比如：因?yàn)楦鞣N職業(yè)需要進(jìn)行動(dòng)作分類，比如體育項(xiàng)目中、工廠生產(chǎn)流水線上、安全培訓(xùn)，甚至是在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域如進(jìn)行術(shù)前手拉手的實(shí)戰(zhàn)中等等，這些都需要對(duì)人體動(dòng)作進(jìn)行分析研究。
在人類健康領(lǐng)域，人體動(dòng)作分析技術(shù)可以協(xié)助專業(yè)的醫(yī)療人員對(duì)物理療法進(jìn)行監(jiān)控，從而達(dá)到更好的益處。另外，人體動(dòng)作研究還可以用于人機(jī)交互系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)，可以進(jìn)一步縮小人與機(jī)器之間的差距，使得機(jī)器對(duì)于人類數(shù)據(jù)處理更加準(zhǔn)確。
二、傳統(tǒng)人體動(dòng)作研究的難題
傳統(tǒng)研究人體動(dòng)作的方法以人工手動(dòng)測(cè)量捕獲并記錄數(shù)據(jù)，這種研究方法非常耗費(fèi)人力和時(shí)間成本。人工手動(dòng)測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)缺乏統(tǒng)一性，并且不可避免的產(chǎn)生了人為誤差。
此外，在傳統(tǒng)的研究方法下，人們只能研究少數(shù)動(dòng)作，而眾多的態(tài)度難以兼顧，導(dǎo)致研究局限，難以擴(kuò)展研究領(lǐng)域。傳統(tǒng)的研究方法需要耗費(fèi)大量的人力和時(shí)間，研究效率低下，難以應(yīng)對(duì)大規(guī)模的人體動(dòng)作研究。
三、人體動(dòng)作數(shù)據(jù)庫(kù)的表現(xiàn)
為了緩解傳統(tǒng)研究方法的不足，科學(xué)家們開(kāi)始積極地往人體動(dòng)作數(shù)據(jù)庫(kù)中收集數(shù)據(jù)，人體動(dòng)作數(shù)據(jù)庫(kù)可以通過(guò)物理或者生物信息的讀數(shù)捕捉人體動(dòng)作，預(yù)處理數(shù)據(jù)并將其以統(tǒng)一方式存儲(chǔ)。而數(shù)據(jù)庫(kù)的采用可以使得研究人員獲得龐大的數(shù)據(jù)資源，從而更好地研究人體動(dòng)作。
人體動(dòng)作數(shù)據(jù)庫(kù)與傳統(tǒng)的人工記錄方法不同，進(jìn)一步增加了跨學(xué)科研究的可能性，可以使得不同學(xué)科領(lǐng)域的研究者可以共享龐大的數(shù)據(jù)資源，共同推動(dòng)人體動(dòng)作研究領(lǐng)域的進(jìn)一步創(chuàng)新。通過(guò)此類數(shù)據(jù)的采集可以采用標(biāo)準(zhǔn)未受到人為干擾的數(shù)據(jù)集來(lái)研究各種少見(jiàn)或獨(dú)特動(dòng)作，使得研究效率大幅提高。
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人體動(dòng)作數(shù)據(jù)庫(kù)的出現(xiàn)，使得研究人員可以獲取更多的數(shù)據(jù)，并且可以更加高效地進(jìn)行人體動(dòng)作的研究創(chuàng)新，同時(shí)也激發(fā)了人與機(jī)器之間的互動(dòng)，加速了人機(jī)交互技術(shù)的發(fā)展。相信在未來(lái)，隨著技術(shù)的不斷提升和數(shù)據(jù)庫(kù)的不斷完善，人體動(dòng)作的研究將更加深入，也會(huì)有越來(lái)越多的學(xué)科領(lǐng)域加入到研究人體動(dòng)作的行列之中。
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人體六大基本運(yùn)動(dòng)動(dòng)作
人體六大基本運(yùn)動(dòng)動(dòng)作
人體六大基本運(yùn)動(dòng)動(dòng)作，現(xiàn)如今幾乎可以說(shuō)是全民養(yǎng)生的時(shí)代,越來(lái)越多的人重視身體健康，許多人為了鍛煉身體或者保持好身材而堅(jiān)持進(jìn)行各類運(yùn)動(dòng)，下面具體來(lái)看看人體六大基本運(yùn)動(dòng)動(dòng)作。
人體六大基本運(yùn)動(dòng)動(dòng)作1
1. 上肢推動(dòng)作
推是上肢活動(dòng)的主要?jiǎng)幼餍问?，是上肢各環(huán)節(jié)伸肌克服阻力，以及各關(guān)節(jié)由 屈曲狀態(tài)變?yōu)樯煺範(fàn)顟B(tài)的動(dòng)作過(guò)程。例如，推鉛球、舉重、推杠鈴、俯臥撐、跳馬推手以及籃球胸前傳球等動(dòng)作，都屬于推的動(dòng)作形式。
在人體運(yùn)動(dòng)活動(dòng)中，推的動(dòng)作形式表現(xiàn)為單手推和雙手推兩種：
?。?） 體育運(yùn)動(dòng)中最常見(jiàn)的單手推動(dòng)作形式是推鉛球和單手投籃，前者的運(yùn)動(dòng)目的是遠(yuǎn)度，后者的運(yùn)動(dòng)目的是準(zhǔn)確性。由于推鉛球?qū)λ俣扔幸?，因而在完成推?dòng)作時(shí)，腿和軀干均需聯(lián)動(dòng)參與完成其動(dòng)作以便將鉛球推得更遠(yuǎn)；籃球投籃考慮的是準(zhǔn)確性，身體和腿的運(yùn)動(dòng)參與相對(duì)較協(xié)調(diào)，以保證上肢肌肉完成推動(dòng)作時(shí)用力方向的準(zhǔn)確性。
（2） 雙手推在體育運(yùn)動(dòng)中常見(jiàn)的動(dòng)作形式是俯臥撐、上舉杠鈴、跳馬推手、籃球傳球和排球二傳等。在雙手推中，主要運(yùn)動(dòng)的是肩關(guān)節(jié)屈、肘關(guān)節(jié)伸、腕關(guān)節(jié)屈和指屈。
推動(dòng)作一般由下肢和軀干開(kāi)始發(fā)力，推的動(dòng)作根據(jù)所需完成的任務(wù)在活動(dòng)程度、用力方式等方面有所區(qū)別。如同樣是籃球胸前傳球，長(zhǎng)傳球時(shí)，首先是下肢、軀干肌肉發(fā)力，然后是肩帶肌肉發(fā)力，肩、肘、腕關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)幅度較大，上肢幾乎完全伸直；而短傳球時(shí)，下肢和軀干肌肉用力較小，肩肘關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)幅度較小，主要靠快速“抖腕”完成。
2. 上肢拉動(dòng)作
拉是上肢屈肌克服阻力，以及各關(guān)節(jié)由伸展轉(zhuǎn)變?yōu)榍鸂顟B(tài)的動(dòng)作過(guò)程。在人體運(yùn)動(dòng)中動(dòng)作形式表現(xiàn)為將器械拉近人體或人體拉近握點(diǎn)。例如攀巖、引體向上、撐竿跳高引體、游泳劃水、劃船和爬繩等動(dòng)作（圖3）。
某些運(yùn)動(dòng)技術(shù)中，往往包含了上肢的’拉與推相結(jié)合的運(yùn)動(dòng)形式，如撐竿跳高中的引體動(dòng)作，以及隨后支撐倒立推桿動(dòng)作，舉重的提鈴與上挺動(dòng)作也是如此。
3. 上肢鞭打動(dòng)作
鞭打動(dòng)作是指人體上肢開(kāi)放運(yùn)動(dòng)鏈中各環(huán)節(jié)由近端至遠(yuǎn)端依次發(fā)力和制動(dòng)，即像鞭子一樣活動(dòng)的動(dòng)作過(guò)程。
在人體運(yùn)動(dòng)中，鞭打動(dòng)作形式主要目的是使末端環(huán)節(jié)（手或手持的器械）產(chǎn)生較大的速度或動(dòng)量，如排球的大力跳發(fā)球及、大力扣球、擲標(biāo)槍、羽毛球扣殺等動(dòng)作。圖4為排球發(fā)球中鞭打動(dòng)作的示意圖。
在完成鞭打動(dòng)作時(shí)，上肢首先向鞭打動(dòng)作的相反反向揮動(dòng)，并處于相對(duì)屈曲狀態(tài)，然后上肢運(yùn)動(dòng)鏈的近端環(huán)節(jié)首先加速（轉(zhuǎn)動(dòng)），帶動(dòng)上肢各環(huán)節(jié)依次加速和轉(zhuǎn)動(dòng)，形成類似于鞭打的動(dòng)作形式，并使末端環(huán)節(jié)產(chǎn)生較大的運(yùn)動(dòng)速度或動(dòng)量。上肢的鞭打動(dòng)作往往由軀干開(kāi)始用力，依次至腕關(guān)節(jié)活動(dòng)結(jié)束。
需要強(qiáng)調(diào)的是在完成鞭打動(dòng)作時(shí)，身體的另外一些部分的支撐和固定很重要，只有這樣，才能提高鞭打動(dòng)作角動(dòng)量傳遞的效率。例如，在擲標(biāo)槍的最后用力動(dòng)作中，依次是下肢和軀干的用力、肩關(guān)節(jié)的用力、肘關(guān)節(jié)的用力和腕關(guān)節(jié)的用力，下肢的左側(cè)支撐（右手?jǐn)S標(biāo)槍）和上肢用力時(shí)軀干的適度緊張是完成鞭打動(dòng)作的重要條件。
人體六大基本運(yùn)動(dòng)動(dòng)作2
人體運(yùn)動(dòng)分為幾大素質(zhì)
身體素質(zhì)包括五方面：
速度素質(zhì)，是人體在單位時(shí)間內(nèi)移動(dòng)的距離或?qū)ν饨绶磻?yīng)快慢的一種能力；
力量素質(zhì)，是身體某些肌肉收縮時(shí)產(chǎn)生的力量；
耐力素質(zhì)，是指人體長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行肌肉活動(dòng)和抵抗疲勞的能力；
靈敏素質(zhì)，是指迅速改變、轉(zhuǎn)換動(dòng)作和隨機(jī)應(yīng)變的能力；
柔韌素質(zhì)，指人體活動(dòng)時(shí)各關(guān)節(jié)肌肉和韌帶的彈性和伸展度。
特點(diǎn)：
力量素質(zhì)
從力量素質(zhì)看，中國(guó)不同年齡階段成年、老年人的下肢、上肢力量和力量耐力發(fā)展都有自身特點(diǎn)。下肢力量（20－39歲）表現(xiàn)為隨年齡的增長(zhǎng)而呈持續(xù)下降，下降幅度男性稍大于女性；南方優(yōu)于北方；城市非體力勞動(dòng)者優(yōu)于城市體力勞動(dòng)者優(yōu)于農(nóng)民。
上肢力量表現(xiàn)為：35歲前成年人的握力繼續(xù)呈現(xiàn)增長(zhǎng)趨勢(shì)，此后隨年齡增長(zhǎng)，握力逐漸下降。女性的上肢力量持續(xù)發(fā)展時(shí)間長(zhǎng)于男性，且增長(zhǎng)率大于男性。衰退曲線則呈現(xiàn)了同步性特點(diǎn)，但下降率則低于男性。
北方人握力優(yōu)于南方；城市非體力勞動(dòng)者城市體力勞動(dòng)者農(nóng)民；力量耐力的發(fā)展特點(diǎn)是隨年齡增長(zhǎng)，男、女呈下降趨勢(shì)。南方優(yōu)于北方。力量耐力發(fā)展的工作種類特點(diǎn)是不同工種在不同年齡段表現(xiàn)出了不同的特點(diǎn)，但最終趨勢(shì)是城市非體力勞動(dòng)者優(yōu)于城市體力勞動(dòng)者優(yōu)于農(nóng)民。
速度、靈敏素質(zhì)從速度和靈敏素質(zhì)看，中國(guó)成、老年人速度與靈敏素質(zhì)的發(fā)展特點(diǎn)是隨年齡的增長(zhǎng)，男、女均呈下降趨勢(shì)，下降趨勢(shì)男性表現(xiàn)為先慢后快，女性則相反。男、女同年齡段的量值特點(diǎn)是，男性優(yōu)于女性。中國(guó)成年人的速度與靈敏素質(zhì)各年齡段總體趨勢(shì)是南方優(yōu)于北方。
各年齡段男、女速度和靈敏素質(zhì)的工種特點(diǎn)總體表現(xiàn)為：城市非體力勞動(dòng)者好于城市體力勞動(dòng)者，城市體力勞動(dòng)者又好于農(nóng)民。從平衡能力的變化趨勢(shì)看，中國(guó)男、女各年齡段成年、老年人隨年齡增長(zhǎng)平衡能力均呈持續(xù)性的下降趨勢(shì)。
男女同年齡段的平衡能力的量值特點(diǎn)是，男性優(yōu)于女性，且差異在35－39歲及以后的各年齡段均有顯著性。中國(guó)成、老人的平衡能力具有明顯的南北差異，南方優(yōu)于北方。
中國(guó)不同工作種類成年人的平衡能力各年齡段男、女均表現(xiàn)為：城市非體力勞動(dòng)者城市體力勞動(dòng)者農(nóng)民。中國(guó)各年齡段鄉(xiāng)村男、女老年人的平衡能力優(yōu)于城市老年人。
柔韌素質(zhì)
從柔韌素質(zhì)看，中國(guó)成年、老年人各年齡段柔韌素質(zhì)的變化特點(diǎn)是：20－24歲時(shí)男、女坐位體前屈均在11－12厘米之間，隨年齡增長(zhǎng)，坐位體前屈男、女均持續(xù)性下降；但女性下降幅度低于男性。
中國(guó)成年、老人的柔韌素質(zhì)各年齡段成年、老年人北方優(yōu)于南方，且差異均具有顯著性。各年齡段柔韌素質(zhì)的工種特點(diǎn)是農(nóng)民更好。
人體六大基本運(yùn)動(dòng)動(dòng)作3
頭部運(yùn)動(dòng)
動(dòng)作要領(lǐng)：雙手叉腰，兩腳與肩同寬，保持身體正直，頸部前、后、左、右做下壓運(yùn)動(dòng)，各下壓兩次。
注意：下壓時(shí)切勿用力過(guò)猛。
肩部運(yùn)動(dòng)
動(dòng)作要領(lǐng)：雙腿自然分開(kāi)，腹部收緊挺胸，下顎微收，五指打開(kāi)，用中指點(diǎn)到肩部更高的位置，向前更大幅度環(huán)繞。
注意：速度越慢，效果越好。
立位體前屈
動(dòng)作要領(lǐng)：雙腿分開(kāi)與肩同寬，繃直，彎腰在腳尖前側(cè)用手觸碰地面。
注意：將腹部靠近大腿，不要弓背。
弓步壓腿
動(dòng)作要領(lǐng)：雙手交叉背在身后（可叉腰或扶膝），雙腿一前一后岔開(kāi)為前弓步，前腳膝蓋彎曲，重心下壓，做完回到之一步，交換前后腳位置，重復(fù)以上動(dòng)作。
注意：保持身體平衡，步幅要大。
搖擺壓腿
動(dòng)作要領(lǐng)：右腿向右側(cè)跨出，雙手扶兩膝，身體保持正直，重心下壓，而后向另一方向下壓，循環(huán)該動(dòng)作。
注意：跨步時(shí)步幅要大，身體切勿后仰，兩腿下壓次數(shù)均勻。
碎步跑
動(dòng)作要領(lǐng)：雙腿彎曲，背部挺直，雙腳距離與肩同寬，雙手于身體兩側(cè)小幅度揮臂，腳尖發(fā)力，快速墊步。
注意：揮臂及墊步動(dòng)作越小、速度越快，效果越好。
腹部拉伸
動(dòng)作要領(lǐng)：平臥至地面，背手或?qū)㈦p手放置于頭部，腹部發(fā)力，抬頭后仰。
注意：腰部有傷切勿嘗試，無(wú)法獨(dú)立完成時(shí)可讓輔助員進(jìn)行輔助。
方法：每個(gè)動(dòng)作20秒，中間休息10秒。
怎么用MATLAB進(jìn)行對(duì)人體的動(dòng)作識(shí)別
人體行為識(shí)別是計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的一個(gè)重要研究課題。人體行為識(shí)別是指通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù),使計(jì)算機(jī)能夠從視頻或圖像序列中自動(dòng)識(shí)別出人體的動(dòng)作行為并對(duì)其進(jìn)行分類。本文對(duì)人體行為識(shí)別方法進(jìn)行探討和研究。
人體行為識(shí)別過(guò)程主要分為預(yù)處理、特征提取及動(dòng)作分類三個(gè)階段。在預(yù)處理階段,本文主要介紹了三種目標(biāo)檢測(cè)方法,并比較了三種目標(biāo)檢測(cè)方法的優(yōu)劣性。在特征提取方面,本文介紹了 Gist特征、STIP特征、Dollar特征、Hog3D特征、HON4D特征及骨架點(diǎn)特征,并詳細(xì)闡述了各個(gè)特征的提取過(guò)程。在動(dòng)作分類方面,本文首先簡(jiǎn)單介紹了當(dāng)前主流的判別式模型和生成式模..
特征提取→識(shí)別
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