一种舞蹈动作自动合成的方法技术

本发明专利技术公开了一种舞蹈动作自动合成的方法，包括如下步骤：S1:识别音乐中的速度和节拍特征；S2:从动作库中选取符合音乐特征的动作片段，经过变换处理，连接形成连续的舞蹈动作。本发明专利技术通过识别音乐的特征，根据音乐特征选取动作片段、对动作片段作变换处理，合成出的舞蹈动作能符合音乐速度、风格；舞蹈动作连贯、不重复，具有很好的观赏性。简单地实现了智能玩具自动合成舞蹈动作的需求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种舞蹈动作自动合成的方法，属于智能玩具

技术介绍
在计算机图形学和机器人、玩具等领域，有自动合成舞蹈动作的需求。常见的应用场景如：在计算机上虚拟人物形象随音乐节拍跳舞；机器人或玩具伴随音乐节拍跳舞。常见的现有技术如计算机游戏中的人物舞蹈动作。通常的做法是针对整首乐曲，编写舞蹈动作。在播放乐曲时，播放预设的动作。这种方法不具有灵活性，不能自动合成舞蹈动作，只能预先设定好动作。因此这种方法制作的舞蹈动作只能搭配特定的乐曲，应用场景单一。另外如中国专利200910101046所披露的现有技术，使用机器学习的方法，选择匹配音乐特征的舞蹈动作，以自动合成舞蹈动作。该专利技术的优点是，所选取的舞蹈动作能较好地符合乐曲风格和速度。其缺点是，所使用的技术方案复杂，运算量大，不适用于小型机器人、玩具等设备，也不适用于对实时性要求高的使用场景。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术存在的上述不足，提供一种舞蹈动作自动合成的方法，简单地实现智能玩具自动合成舞蹈动作的需求，且舞蹈动作连贯、不重复、观赏性好。为此，本专利技术采用如下技术方案：一种舞蹈动作自动合成的方法，包括如下步骤：S1:识别音乐中的速度和节拍特征；S2:从动作库中选取符合音乐特征的动作片段，经过变换处理，连接形成连续的舞蹈动作；所述动作片段为一小段可表演的动作，定义了表演者的身体姿态变化方式，其中，动作片段的起始和结束姿态是少数几个基准姿态，动作片段包含速度属性，描述了该段动作符合什么速度的音乐，定义方式同音乐的速度特征；动作片段还包含节拍属性，描述了该段动作适合于什么节拍类型的音乐，定义方式同音乐的节拍特征；动作片段还包含是否可镜像属性；所述基准姿态是指，将某几种身体姿态定义为基准的，所有动作片段的起始和结束姿态都是这几种基准姿态中的一种。进一步地，在步骤S2中，从动作库中选取动作片段的步骤为：S2-1：根据音乐中识别出的速度特征，筛选出速度属性值位于某个范围内的动作片段；S2-2：根据音乐中识别出的节拍特征，再筛选出若干节拍属性等于音乐节拍的动作片段；S2-3：在筛选出的动作片段里随机选取一个，并且该动作片段的开始姿态等于表演者前一个动作的结束姿态。进一步地，在步骤S2中，所述动作片段的变换处理为：在经过步骤S2-3后选取出新动作片段之后，根据其速度属性值T1，与音乐中识别出的速度特征T2，对该动作片段做变速处理，变速比例为T1/T2；进一步地，在经过步骤S2-3后选取出新动作片段之后，如果该动作片段是可镜像的，则将此动作做镜像处理，作为下一个动作片段，拼接到经变换处理的动作片段之后。进一步地，所述动作片段的变速处理是指，将动作片段的整体时间按比例变快或变慢。进一步地，所述动作片段的镜像处理是指，将动作片段沿表演者身体中轴线左右镜像，成为一个新的动作片段。进一步地，所述两个动作片段的连接方法中，前一动作的结束姿态等同于后一动作的开始姿态。本专利技术通过识别音乐的特征，并根据音乐特征选取动作片段、对动作片段作变换处理，合成出的舞蹈动作能符合音乐速度、风格；且舞蹈动作连贯、不重复，具有很好的观赏性。通过定义几个基准动作，使动作片段之间的拼接平滑，没有不自然的姿态突变，没有生硬的动作切换；通过从动作库中选取动作片段，并经过变速、镜像等拼接，使合成的舞蹈动作较丰富，不是简单重复。相比于现有技术，本专利技术还具有运算量小的优点，适用于小型机器人、玩具等低速设备上的应用。简单地实现了自动合成舞蹈动作的需求。附图说明图1为本专利技术的工作流程图；图2为本专利技术动作库中对动作片段的特征的示意性描述；图3为本专利技术中基准动作的特征的示意性描述。具体实施方式为了使本
的人员更好的理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。如图1所示，本专利技术的舞蹈动作自动合成的方法，包括如下步骤：S1:识别音乐中的速度和节拍特征：其中，速度的度量方式是“拍/分钟”，节拍是指2/4拍、3/4拍等节拍类型；对音乐特征的识别可采用相关领域的现有技术，在此不赘述；通过识别音乐特征，将自动合成的舞蹈动作对应到音乐的速度、节拍上，保证舞蹈动作合乎音乐；S2:从动作库中选取符合音乐特征的动作片段，经过变换处理，连接形成连续的舞蹈动作；动作库包含了若干预设的动作片段，其中，动作片段为一小段可表演的动作，定义了表演者（机器人、玩具或计算机上的虚拟形象）的身体姿态变化方式，其中，动作片段的起始和结束姿态是少数几个基准姿态，动作片段包含速度属性，描述了该段动作符合什么速度的音乐，定义方式同音乐的速度特征；动作片段还包含节拍属性，描述了该段动作适合于什么节拍类型的音乐，定义方式同音乐的节拍特征；动作片段还包含是否可镜像属性；所述基准姿态是指，将某几种身体姿态定义为基准的，所有动作片段的起始和结束姿态都是这几种基准姿态中的一种。动作片段对表演者身体姿态的描述方式，可以使用本领域现有的方法，例如，在3D建模软件中对表演者身体每个部件定义一系列关键帧，每个关键帧定义了时长、关节旋转方向等，通过这些方式，可以用一系列数字定义一段时间内身体的姿态变化。在步骤S2中，从动作库中选取动作片段的具体步骤可以为：S2-1：根据音乐中识别出的速度特征，筛选出速度属性值位于某个范围内的动作片段；S2-2：根据音乐中识别出的节拍特征，再筛选出若干节拍属性等于音乐节拍的动作片段；S2-3：在筛选出的动作片段里随机选取一个，并且该动作片段的开始姿态等于表演者前一个动作的结束姿态。在步骤S2中，所述动作片段的变换处理为：在经过步骤S2-3后选取出新动作片段之后，根据其速度属性值T1，与音乐中识别出的速度特征T2，对该动作片段做变速处理，变速比例为T1/T2，形成；在经过步骤S2-3后选取出新动作片段之后，如果该动作片段是可镜像的，则将此动作做镜像处理，作为下一个动作片段，拼接到经变换处理的动作片段之后。所述动作片段的变速处理是指，将动作片段的整体时间按比例变快或变慢。所述动作片段的镜像处理是指，将动作片段沿表演者身体中轴线左右镜像，成为一个新的动作片段。所述两个动作片段的连接方法中，前一动作的结束姿态等同于后一动作的开始姿态。这样两个动作能平滑拼接，如图1-3所示，下面以一个能随音乐自动跳舞的机器人为例，详细舞蹈动作自动合成的方法：在本实施例中，机器人使用单片机（MCU）控制，机器人的身体具有三个可活动的关节，每个关节的运动范围由一个数字定义，数字的范围是0到100；机器人当前的动作为图2中编号为1的动作片段，需要合成下一个动作。图1中的“音乐”由机器人内部的麦克风拾取外部的声音，格式为PCM；“音乐特征识别”步骤采用现有技术，识别出音乐速度为126拍/分钟，节拍为2/4拍。“动作选取”的步骤为：首先根据音乐的速度126拍/分钟，从图2所示的动作库中筛选出速度在90-150拍/分钟范围内的动作片段，编号为1和2的动作片段符合该条件；随后，根据音乐的节拍为2/4拍，筛选出动作节拍等于2/4拍的动作，编号为1、2的动作片段符合该条件；然后，根据机器人当前动作的结束姿态“姿态B”，筛选出起始姿态为姿态B的动作，编号为2的动作片段符合该条件；由于筛选结果只有一个动作了本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种舞蹈动作自动合成的方法，包括如下步骤：S1:识别音乐中的速度和节拍特征；S2:从动作库中选取符合音乐特征的动作片段，经过变换处理，连接形成连续的舞蹈动作；所述动作片段为一小段可表演的动作，定义了表演者的身体姿态变化方式，其中，动作片段的起始和结束姿态是少数几个基准姿态，动作片段包含速度属性，描述了该段动作符合什么速度的音乐，定义方式同音乐的速度特征；动作片段还包含节拍属性，描述了该段动作适合于什么节拍类型的音乐，定义方式同音乐的节拍特征；动作片段还包含是否可镜像属性；所述基准姿态是指，将某几种身体姿态定义为基准的，所有动作片段的起始和结束姿态都是这几种基准姿态中的一种。

【技术特征摘要】
1.一种舞蹈动作自动合成的方法，包括如下步骤：S1:识别音乐中的速度和节拍特征；S2:从动作库中选取符合音乐特征的动作片段，经过变换处理，连接形成连续的舞蹈动作；所述动作片段为一小段可表演的动作，定义了表演者的身体姿态变化方式，其中，动作片段的起始和结束姿态是少数几个基准姿态，动作片段包含速度属性，描述了该段动作符合什么速度的音乐，定义方式同音乐的速度特征；动作片段还包含节拍属性，描述了该段动作适合于什么节拍类型的音乐，定义方式同音乐的节拍特征；动作片段还包含是否可镜像属性；所述基准姿态是指，将某几种身体姿态定义为基准的，所有动作片段的起始和结束姿态都是这几种基准姿态中的一种。2.根据权利要求1所述的舞蹈动作自动合成的方法，其特征在于：在步骤S2中，从动作库中选取动作片段的步骤为：S2-1：根据音乐中识别出的速度特征，筛选出速度属性值位于某个范围内的动作片段；S2-2：根据音乐中识别出的节拍特征，再筛选出若干节拍属性等于音乐节拍的动作片段；S2-3：在筛选出的动作片段里随机选取一个，并且该...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓磊，邓际锋，雷涛，
申请(专利权)人：杭州如雷科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33