随着现代工作节奏的加快,以及移动互联网技术的普及,人们更倾向于通过手机终端督促和纠正自己的健身活动。通过观看健身视频,正确地效仿标准动作成为移动互联网健身应用的主要用户诉求。但是,在没有专业教练员的实时指导的情况下,运动损伤成为了“互联网+健身”企业与用户之间的主要矛盾点。太极拳是中国传统文化的瑰宝,不仅能强身健体,还能修身养性。如何通过移动互联网进行新业态传播已经提升到了国家战略的高度。如何借用手机终端所具备的摄像功能实现端到端的动作配准,是太极拳线上教学和普及的关键技术瓶颈。为了解决该问题,我们需要突破两个技术挑战:首先,太极拳对完成套路动作的速率是没有限制的,不同用户完成同一套路动作的时间可能与模板动作都是不相同的;其次,通用的手机终端所搭载的图像传感器只能提供二维的图像,如果希望进行精确的动作配准需要提供用户各个关节的三维坐标,这成为了太极拳线上传播的技术难题。鉴于上述技术挑战,我们进行了如下工作:(1)针对太极拳动作速率的不匹配问题,我们提出了基于关节角度和DTW的视频配准方法。该算法的主要步骤为:首先得到练习者动作视频中关节角度的时间序列,并使用指数平滑法提高该时间序列的平滑度;然后利用上下帧之间的角度差分割时间序列;最后利用动态时间规整(DTW)算法求分割后练习者和太极拳教练的视频中对应的时间序列之间的距离,即可得到练习者与太极拳教练的视频之间的配准度。(2)针对太极拳视频的维数缺失问题,我们结合太极拳阴阳转换的思想,提出一种基于CCM因果分析的关键帧提取算法,再利用提取出的关键帧进行太极拳视频配准。该关键帧提取算法的主要步骤为:首先通过骨架提取模型得到人体关节坐标;然后利用收敛交叉映射(CCM)因果分析模型对人体关节进行因果分析,得到关节之间的因果关系矩阵;最后利用因果关系矩阵计算上下帧之间的距离,并利用距离值找到因果发生转换的视频帧,即为关键帧。