基于摄像头交互的颈部保健游戏设计

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1、基于摄像头交互的颈部保健游戏设计王奕权邱晓天孟祥贵国防科技大学指挥军官基础教育学院国防科技大学机电工程与自动化学院现代工作生活屮，人们长期保持一个姿势频繁引发颈椎相关疾病。针对此问题，基于LabVIEW平台设计了一种通过摄像尖交互的颈部保健游戏，以尖颈摇动来进行游戏控制，从而使用户在娱乐的同时有效活动颈椎、缓解疲劳、预防颈椎疾病。实验表明，游戏交互灵敏，界面友好，具有趣味性及实用性。关键词：图像处理;游戏;LabVIEW;湖南省教育科学规划课题研究成果(XJK01BGF002)DesignofNeck-careGameBasedontheCameraWANGYi-quanQIUXi

2、ao-tianMENGXiang-guiCollegeofBasicEducation，NationalUniversityofDefenseTechnology;CollegeofMechatronicsandAutomation，NationalUniversityofDefenseTechnology;Abstract：Inmodernlife,peoplekeepingapostureforalongtimewillcausecervicalvertebrarelateddiseases.Tosolvethisproblem,thispaperhasdesignedanec

3、khealthgamebycamerainteractionbasedonLabVIEWplatform,whichusestheheadandneckrockingtocontrolthegame,therebyenablingtheusertoeffectivelymovethecervicalvertebra,relievefatigueandpreventrelateddiseaseswhileentertaining.Experimenthasshowedthatthegameissensitive,interesting,andpracticalandtheinterf

4、aceisfriendly.Keyword：imageprocessing;game;LabVIEW;随着社会的发展和工作强度的不断增加，人们工作生活中久坐、长吋间面对计算机和手机，导致颈椎相关疾病发生率逐年上升。在过去，颈椎病一直是屮老年人的“专利”，然而近些年来，颈椎病的患者低龄化趋势愈发严重m。长期保持同一姿势面对屏幕，容易引起颈部后群肌肉长期性静态拉力损伤，从而引发颈部僵硬、疼痛、健忘等症状m,等到病发严重再就医为时已晚，因此提前预防更为重要。而刻意的颈椎运动容易为人家所忽略，具冇趣味性的运动过程更容易为大众接受。摄像头作为个人计算机的一个外设，己经非常普及m。本文针对上述

5、问题，将传统的休闲游戏与通用摄像头和结合，基于LabVIEW平台设计实现了一种通过摄像头交互的颈部保健游戏，由头颈部摇动姿态来进行游戏操作控制，以此让用户在休闲娱乐的同时有效活动颈椎、缓解疲劳，从而预防疾病的发生。1总体设计颈部保健游戏将普通休闲游戏与LabVIEW平台的视频处理技术相结合，将传统的键盘及鼠标的交互方式改为摄像头交互，从而达到引导用户头颈部运动的目的。本文具体以经典的贪食蛇游戏为例，介绍整个系统的设计。整个系统以摄像头作为数据采集设备，以LabVIEW平台作为软件开发棊础，借助其扩展的Ni-Vi-SiON模块工具对摄像头采集的阁像序列进行处理U1，通过阁像投影的方法

6、判断头部姿态，进而实现游戏控制的最终效果。系统的总体设计框图如图1所示。图1总体设计框图2功能实现游戏功能的实现核心在于程序软件设计，软件部分的设计主要包括图像预处理、环境适应、方向控制、游戏主体四个功能模块。下而对各个模块进行介绍。2.1图像预处理在头部姿态识别中，原始图像并不能直接被利用，需耍利用计算机对图像进行加工处理，使图像中的信息能够更容易被使用。经过调研及实验测试，对于摄像头采集的原始序列图像，需要依次进行灰度化处理、边缘检测、阈值处理的图像预处理操作，处理流程如图2所示。预处理后得到的图像进入其他功能模块进一步使用。图2图像预处理流程下面对这三个操作步骤的作用进行简单

7、介绍：1）灰度化处理头部姿态的识别需要使用头部的轮廓，目前，边缘检测技术在灰度图像中发展的更加成熟，将图像进行灰度化处理，有利于轮廓的提取［5］。2）边缘检测边缘检测是图像处理和计算机视觉屮的棊本问题，边缘检测的A的是标识数字阁像中亮度变化明显的点。边缘检测是阁像处理和计算机视觉中尤其是特征提取中的一个研宄领域。边缘检测的实质是采用某种算法来提取出图像中对象与竹景间的交界线包1。3）阈值处理经过前两步的操作，图像变成只有头部轮廓的灰度图像，再进行阈值处理，通过设定适当