基于视频图像边缘检测的人体下肢运动步态

摘要

背景：步态规律主要应用人体行走的运动学、动力学等参数进行描述。目前在运动医学、康复工程和仿生学等领域，步态分析可为确定疾病诊断、康复和治疗方案提供重要依据。目的：应用基于人体运动图像的测量装置系统，采集人体在跑步机上行走的下肢运动步态视频，分析人体步态运动规律。方法：采用基于双摄影机的人体运动图像捕捉系统，在人体的左右髋关节、膝关节、踝关节及脚板设置标识点，对人体在跑步机上行走的下肢运动步态视频进行采集。应用图像边缘检测的原理，对测量数据进行了图像处理和分析，得到人体正常步速行走时，左右大腿与竖直方向夹角、小腿与竖直方向夹角、脚板与竖直方向夹角及膝关节、踝关节标识点的关节角度变化规律。结果与结论：基于视频图像边缘检测人体下肢的运动步态，成本相对低廉，数据误差较小，精度与进口设备较接近。应用该测量结果初步构建了人体步态行走数据库，为建立步态评定标准、异常步态判别以及进一步的康复治疗提供了依据。