專利名稱：根據(jù)身體移動確定卡路里燃燒的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于減肥的系統(tǒng)，尤其涉及用于通過HCI系統(tǒng)來確定卡路里燃燒的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
在過去，諸如計算機游戲和多媒體應(yīng)用等計算應(yīng)用使用控制器、遙控器、鍵盤、鼠標等來允許用戶操縱游戲人物或應(yīng)用的其他方面。近來，計算機游戲和多媒體應(yīng)用已開始使用照相機和軟件姿勢識別引擎來提供人機接口(“HCI”)。使用HCI，檢測、解釋用戶姿勢并將其用于控制游戲人物或應(yīng)用的其他方面。常規(guī)的HCI系統(tǒng)沒有用于測量卡路里燃燒。通常，卡路里燃燒可以通過常規(guī)的鍛煉設(shè)備間接地且機械地測量。具體而言，用戶在某一設(shè)備上執(zhí)行某種活動，該設(shè)備被校準以基于在該設(shè)備上做功的量來確定卡路里燃燒。這些系統(tǒng)不直接測量人的卡路里燃燒。此外， 這樣的系統(tǒng)通常不測量由用戶執(zhí)行的活動量，除非用戶在運動中設(shè)置該設(shè)備。如此，盡管當用戶固定不動時可能執(zhí)行活動并燃燒卡路里，但是，此活動量無法被該設(shè)備測量。

發(fā)明內(nèi)容
此處公開了用于通過HCI系統(tǒng)來確定卡路里燃燒的系統(tǒng)和方法。通過使用能夠檢測用戶的臂、腿、軀干等等的厚度的捕捉設(shè)備，該系統(tǒng)確定用戶的每一個身體部位的質(zhì)量。 此后，在一個實施方式中，該系統(tǒng)根據(jù)身體部位位移的距離，位移的身體部位的質(zhì)量以及重力來，測量給定身體部位的卡路里燃燒。在一直接的實施方式中，該系統(tǒng)可以只測量垂直向上位移作為卡路里燃燒的考慮因素。在其他實施方式中，該系統(tǒng)可以根據(jù)垂直向上位移、水平位移和/或垂直向下位移，以及這些位移的所有組合，來測量卡路里燃燒。在其他實施方式中，該系統(tǒng)還可測量由于將身體部位在某個非中立位置保持固定而產(chǎn)生的卡路里燃燒。 在這樣的實施方式中，該系統(tǒng)可以根據(jù)存儲在身體部位的勢能，來測量由于這樣的固定，非中立位置而產(chǎn)生的卡路里燃燒。在一個實施方式中，當前技術(shù)涉及一種通過以下步驟來確定用戶的卡路里燃燒的方法經(jīng)由捕捉設(shè)備來捕捉用戶的身體部位的圖像；經(jīng)由計算環(huán)境的處理器來確定身體部位的質(zhì)量；經(jīng)由捕捉設(shè)備來捕捉身體部位的移動；以及根據(jù)身體部位的捕捉到的移動以及所確定的身體部位的質(zhì)量來確定由身體部位燃燒的卡路里。在又一實施方式中，當前技術(shù)涉及一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括能夠在用戶在捕捉設(shè)備的視野內(nèi)移動時捕捉用戶的一個或多個單獨的身體部位的圖像的捕捉設(shè)備；以及與捕捉設(shè)備相關(guān)聯(lián)的計算環(huán)境，該計算環(huán)境包括處理器，該處理器能夠確定由捕捉設(shè)備捕捉到的一個或多個單獨的身體部位的質(zhì)量，根據(jù)所確定的一個或多個單獨的身體部位的質(zhì)量以及一個或多個單獨的身體部位的移動方向和程度來確定由一個或多個單獨的身體部位燃燒的卡路里。在又一實施方式中，當前技術(shù)涉及用于用于促進減肥的系統(tǒng)，包括能夠在用戶在捕捉設(shè)備的視野內(nèi)移動時捕捉用戶的一個或多個單獨的身體部位的圖像的捕捉設(shè)備；與捕捉設(shè)備相關(guān)聯(lián)的計算環(huán)境，該計算環(huán)境包括確定由捕捉設(shè)備捕捉到的一個或多個單獨的身體部位的質(zhì)量，以及根據(jù)所確定的一個或多個單獨的身體部位的質(zhì)量以及一個或多個單獨的身體部位的移動方向和程度來確定由一個或多個單獨的身體部位燃燒的卡路里，處理器還運行鍛煉程序；以及與計算環(huán)境相關(guān)聯(lián)的顯示器，該顯示器提示用戶根據(jù)由處理器運行的鍛煉程序來進行鍛煉，該顯示器還顯示由處理器確定的燃燒的卡路里。提供本發(fā)明內(nèi)容是為了以簡化的形式介紹將在以下具體實施方式
中進一步描述的一些概念。本發(fā)明內(nèi)容并不旨在標識出所要求保護的主題的關(guān)鍵特征或必要特征，也不旨在用于幫助確定所要求保護的主題的范圍。此外，所要求保護的主題不限于解決在本發(fā)明的任一部分中提及的任何或所有缺點的實現(xiàn)。


圖IA示出了目標識別、分析，及跟蹤系統(tǒng)的示例實施方式，且用戶正在參與游戲或鍛煉程序。圖IB示出了目標識別、分析，及跟蹤系統(tǒng)的另一示例實施方式，且用戶正在操作圖形用戶界面。圖2示出了可以用于目標識別、分析和跟蹤系統(tǒng)中的捕捉設(shè)備的示例實施方式。圖3A示出了可以被用來解釋目標識別、分析和跟蹤系統(tǒng)中的一個或多個姿勢的計算環(huán)境的示例實施方式。圖IBB示出了可以被用來解釋目標識別、分析和跟蹤系統(tǒng)中的一個或多個姿勢的計算環(huán)境的另一示例實施方式。圖4示出了從圖2的目標識別、分析，及跟蹤系統(tǒng)生成的用戶的骨架映射。圖5示出了以中立位置站立的用戶的表示。圖6示出了臂移到非中立位置的用戶的表示。圖7示出了臂和腿移到非中立位置的用戶的表示。圖8是根據(jù)系統(tǒng)的第一實施方式的用于確定卡路里燃燒的流程圖。圖9是根據(jù)系統(tǒng)的第二實施方式的用于確定卡路里燃燒的流程圖。圖10是根據(jù)系統(tǒng)的第三實施方式的用于確定卡路里燃燒的流程圖。圖11是根據(jù)系統(tǒng)的第四實施方式的用于確定卡路里燃燒的流程圖。
具體實施例方式現(xiàn)在將參考圖1A-11描述本技術(shù)的各實施方式，它們一般涉及用于通過經(jīng)由人機界面來檢測用戶的位置和/或移動并確定從中產(chǎn)生的卡路里燃燒，來測量卡路里燃燒的系統(tǒng)。在各實施方式中，本系統(tǒng)就骨架質(zhì)量作出判斷并測量諸如肘、手腕、膝蓋和踝之類的骨架關(guān)節(jié)的位置。然后，該系統(tǒng)基于所確定的質(zhì)量以及相對于參考位置的關(guān)節(jié)位置，來確定由用戶燃燒的卡路里。在其他實施方式中，該系統(tǒng)可以考慮諸如速度之類的其他動覺參數(shù)，并可以使用其他身體部位來進行卡路里燃燒測量。最初參考圖1A-2，用于實現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)的硬件包括目標識別、分析和跟蹤系統(tǒng) 10，該系統(tǒng)可用于識別、分析和/或跟蹤諸如用戶18等的人類目標。目標識別、分析和跟蹤系統(tǒng)10的各實施例包括用于執(zhí)行游戲、鍛煉或其他應(yīng)用的計算環(huán)境12，以及用于從游戲、 鍛煉或其他應(yīng)用提供音頻和視覺表示的視聽設(shè)備16。系統(tǒng)10還包括用于檢測設(shè)備20捕捉的用戶的位置和移動的捕捉設(shè)備20，計算環(huán)境接收并使用該姿勢來控制應(yīng)用程序。根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)，由捕捉設(shè)備20捕捉到的位置和/或移動還可由計算環(huán)境12用來確定用戶在與系統(tǒng)10交互時燃燒的卡路里。下面將更詳細地描述這些組件中的每一個。如圖IA所示，在一示例實施方式中，在計算環(huán)境12上執(zhí)行的應(yīng)用程序可以是鍛煉程序，其中用戶18模仿屏幕上的指導(dǎo)者19的動作，本系統(tǒng)測量由在執(zhí)行鍛煉時由用戶燃燒的卡路里，如下面所說明的。然而，本技術(shù)可以測量在用戶與系統(tǒng)10的任何交互中的卡路里燃燒。例如，圖IB示出了其中用戶18簡單地與用戶界面21進行交互的實施方式。在其他示例中，用戶可以在玩游戲或控制游戲或其他應(yīng)用程序時移動并與系統(tǒng)進行交互。在這些示例中的每一個中，系統(tǒng)仍可以測量卡路里燃燒，如下面將更詳細地說明的。在其他示例實施方式中，用戶18可以持有諸如例如重物之類的物體。在這樣的實施方式中，系統(tǒng)10可以檢測到用戶正在持有物體并提示用戶輸入其重量(或者，系統(tǒng)可以基于其大小來估計其重量)。通過使用重量，本技術(shù)可以根據(jù)物體的位置和/或移動以及用戶的身體部位來考慮卡路里燃燒。下面將更詳細地對其進行描述。圖2示出了可以用在目標識別、分析與跟蹤系統(tǒng)10中的捕獲設(shè)備20的示例性實施方式。涉及用于本發(fā)明技術(shù)的捕捉設(shè)備的附加細節(jié)在題為“Device For Identifying And Tracking Multiple Humans Over Time (用于隨時間標識和跟蹤多個人的設(shè)備)”的共同待審的專利申請?zhí)?2/475,308中闡述，該申請通過引用而整體結(jié)合于此。然而，在一示例實施方式中，捕捉設(shè)備20可以被配置成通過任何合適的技術(shù)，包括，例如，飛行時間法、結(jié)構(gòu)光、立體圖像等等，捕捉可包括深度值的具有深度圖像的視頻。根據(jù)一個實施例，捕捉設(shè)備 20可將所計算的深度信息組織為“Z層”，或可與深度相機沿其視線延伸的Z軸垂直的層。如圖2所示，捕獲設(shè)備20可以包括圖像相機組件22。根據(jù)一個示例實施例，圖像相機組件22可以是捕捉場景的深度圖像的深度相機。深度圖像可包括被捕捉的場景的二維O-D)像素區(qū)域，其中2-D像素區(qū)域中的每一個像素都可以(例如以厘米、毫米等等為單位)表示來自相機的被捕捉的場景中的對象的長度。如圖2所示，根據(jù)一個示例性實施例，圖像相機22可以包括可以用于捕獲場景的深度圖像的頂光組件24、三維(3-D)相機26，以及RGB相機28。例如，在飛行時間分析中， 捕捉設(shè)備20的頂光組件M可以將紅外光發(fā)射到場景上，然后，可以使用傳感器(未示出)， 用例如3-D相機沈和/或RGB相機觀，來檢測從場景中的一個或多個目標和對象的表面反向散射的光。根據(jù)另一實施例，捕捉設(shè)備20可包括可以從不同的角度觀察場景的兩個或更多個在物理上分離的相機，以獲取可以被解析以生成深度信息的視覺立體數(shù)據(jù)。捕捉設(shè)備20還可包括話筒30。話筒30可包括可接收聲音并將其轉(zhuǎn)換成電信號的換能器或傳感器。根據(jù)一個實施例，話筒30可以被用來減少目標識別、分析和跟蹤系統(tǒng)10 中的捕捉設(shè)備20和計算環(huán)境12之間的反饋。另外，話筒30可用于接收也可由用戶提供的音頻信號，以控制可由計算環(huán)境12執(zhí)行的諸如游戲應(yīng)用、非游戲應(yīng)用等應(yīng)用。在一示例實施例中，捕捉設(shè)備20還可以包括可以與圖像相機組件22進行可操作的通信的處理器32。處理器32可包括可執(zhí)行指令的標準處理器、專用處理器、微處理器等，這些指令可包括用于接收深度圖像的指令、用于確定合適的目標是否可被包括在深度圖像中的指令、用于將合適的目標轉(zhuǎn)換成該目標的骨架表示或模型的指令、或任何其他合適的指令。捕捉設(shè)備20還可以包括存儲器組件34，該存儲器組件34可以存儲可以由處理器 32執(zhí)行的指令，由3-D相機或RGB相機捕捉到的圖像或圖像的幀，或任何其他合適的信息、 圖像等等。根據(jù)一個示例實施例，存儲器組件34可包括隨機存取存儲器(RAM)、只讀存儲器 (ROM)、緩存、閃存、硬盤或任何其他適合的存儲組件。如圖2所示，在一實施方式中，存儲器組件34可以是與圖像捕捉組件22和處理器32進行通信的單獨的組件。根據(jù)另一實施例， 存儲器組件34可被集成到處理器32和/或圖像捕捉組件22中。如圖2所示，捕獲設(shè)備20可以通過通信鏈路36與計算環(huán)境12通信。通信鏈路 36可以是包括例如USB連接、火線連接、以太網(wǎng)電纜連接等的有線連接和/或例如無線 802. lib,802. llg、802. Ila或802. Iln連接等的無線連接。根據(jù)一個實施例，計算環(huán)境12 可向捕捉設(shè)備20提供時鐘，該時鐘可被用于通過通信鏈路36確定何時捕捉，例如場景。此外，捕捉設(shè)備20可經(jīng)由通信鏈路36向計算環(huán)境12提供由例如3-D相機沈和/ 或RGB相機觀捕捉的深度信息和圖像，以及由捕捉設(shè)備20生成的骨架模型。存在用于判斷由捕獲設(shè)備20檢測到的目標或?qū)ο笫欠衽c人類目標相對應(yīng)的各種已知技術(shù)。骨架映射技術(shù)因而可用于確定該用戶的骨架上的各個點，手、腕、肘、膝、鼻、踝、肩的關(guān)節(jié)，以及骨盆與脊椎相交之處。其他技術(shù)包括將圖像轉(zhuǎn)換為人的人體模型表示和將圖像轉(zhuǎn)換為人的網(wǎng)格模型表示。然后，可以將骨骼模型提供給計算環(huán)境12，使得計算環(huán)境可以執(zhí)行各種動作。根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)，計算環(huán)境12可以使用骨架模型來確定用戶正在燃燒的卡路里。雖然與本發(fā)明的技術(shù)無關(guān)，但計算環(huán)境還可跟蹤骨架模型并在視聽設(shè)備16上呈現(xiàn)與骨架模型相關(guān)聯(lián)的化身。計算環(huán)境還可基于例如從骨架模型中識別出的用戶的姿勢來確定在計算機環(huán)境上執(zhí)行的應(yīng)用中要執(zhí)行哪些控制命令。例如，如圖2所示，計算環(huán)境12可包括用于確定用戶何時執(zhí)行了預(yù)定義姿勢的姿勢識別器引擎190。圖3A示出了可以用于在目標識別、分析與跟蹤系統(tǒng)中解釋用戶的一個或多個位置和運動的計算環(huán)境的示例性實施例。上面參考圖1A-2所描述的諸如計算環(huán)境12等的計算環(huán)境可以是諸如游戲控制臺等的多媒體控制臺100。如圖3A所示，多媒體控制臺100具有中央處理單元(CPU) 101，其具有1級高速緩存102、2級高速緩存104，以及閃存ROM 106。 1級高速緩存102和2級高速緩存104臨時存儲數(shù)據(jù)并因此減少存儲器訪問周期數(shù)，由此改進處理速度和吞吐量。CPU 101可被提供為具有一個以上的核，以及由此的附加的1級和2 級高速緩存102和104。閃存ROM 106可存儲在當多媒體控制臺100通電時的引導(dǎo)過程的初始階段期間加載的可執(zhí)行代碼。圖形處理單元(GPU) 108和視頻編碼器/視頻編解碼器(編碼器/解碼器)114形成用于高速、高分辨率圖形處理的視頻處理流水線。經(jīng)由總線從GPU 108向視頻編碼器/ 視頻編解碼器114運送數(shù)據(jù)。視頻處理流水線向A/V(音頻/視頻)端口 140輸出數(shù)據(jù)，用于傳輸至電視機或其他顯示器。存儲器控制器110連接到GPU 108，以促進處理器對各種類型的存儲器112、比如但不限于RAM的訪問。多媒體控制臺100包括優(yōu)選地在模塊118上實現(xiàn)的I/O控制器120、系統(tǒng)管理控制
7器122、音頻處理單元123、網(wǎng)絡(luò)接口控制器124、第一 USB主控制器126、第二 USB主控制器 128以及前面板I/O子部件130。USB控制器126和1 用作外設(shè)控制器142 (1)-142 O)、無線適配器148、和外置存儲器設(shè)備146(例如閃存、外置⑶/DVD ROM驅(qū)動器、可移動介質(zhì)等) 的主機。網(wǎng)絡(luò)接口 1 和/或無線適配器148提供對網(wǎng)絡(luò)(例如，因特網(wǎng)、家庭網(wǎng)絡(luò)等)的訪問并且可以是包括以太網(wǎng)卡、調(diào)制解調(diào)器、藍牙模塊、電纜調(diào)制解調(diào)器等的各種不同的有線和無線適配器組件中的任何一種。提供系統(tǒng)存儲器143來存儲在引導(dǎo)進程期間加載的應(yīng)用程序數(shù)據(jù)。提供媒體驅(qū)動器144，且其可包括DVD/CD驅(qū)動器、硬盤驅(qū)動器、或其他可移動媒體驅(qū)動器等。媒體驅(qū)動器 144可以是對多媒體控制器100內(nèi)置的或外置的。應(yīng)用程序數(shù)據(jù)可經(jīng)由媒體驅(qū)動器144訪問，以由多媒體控制臺100執(zhí)行、回放等。介質(zhì)驅(qū)動器144經(jīng)由例如串行ATA總線或其他高速連接(例如IEEE 1394)等總線連接到I/O控制器120。系統(tǒng)管理控制器122提供涉及確保多媒體控制臺100的可用性的各種服務(wù)功能。 音頻處理單元123和音頻編解碼器132形成具有高保真度和立體聲處理的對應(yīng)的音頻處理流水線。音頻數(shù)據(jù)經(jīng)由通信鏈路在音頻處理單元123與音頻編解碼器132之間傳輸。音頻處理流水線將數(shù)據(jù)輸出到A/V端口 140以供外置音頻播放器或具有音頻能力的設(shè)備再現(xiàn)。前面板I/O子部件130支持暴露在多媒體控制臺100的外表面上的電源按鈕150 和彈出按鈕152以及任何LED(發(fā)光二極管)或其它指示器的功能。系統(tǒng)供電模塊136向多媒體控制臺100的組件供電。風扇138冷卻多媒體控制臺100內(nèi)的電路。CPU 101、GPU 108、存儲器控制器110、和多媒體控制臺100內(nèi)的各個其它組件經(jīng)由一條或多條總線互連，包括串行和并行總線、存儲器總線、外圍總線、和使用各種總線架構(gòu)中任一種的處理器或局部總線。作為示例，這些架構(gòu)可以包括外圍部件互連(PCI)總線、 PCI-Express 總線等。當多媒體控制臺100通電時，應(yīng)用數(shù)據(jù)可從系統(tǒng)存儲器143加載到存儲器112和/ 或高速緩存102、104中并在CPU 101上執(zhí)行。應(yīng)用程序可呈現(xiàn)在導(dǎo)航到多媒體控制臺100 上可用的不同媒體類型時提供一致的用戶體驗的圖形用戶界面。在操作中，媒體驅(qū)動器144 中包含的應(yīng)用程序和/或其它媒體可從媒體驅(qū)動器144啟動或播放，以向多媒體控制臺100 提供附加功能。多媒體控制臺100可通過將該系統(tǒng)簡單地連接到電視或其它顯示器而作為獨立系統(tǒng)來操作。在該獨立模式中，多媒體控制臺100允許一個或多個用戶與該系統(tǒng)交互、看電影、或聽音樂。然而，隨著通過網(wǎng)絡(luò)接口 1 或無線適配器148可用的寬帶連接的集成，多媒體控制臺100還可作為較大網(wǎng)絡(luò)社區(qū)中的參與者來操作。當多媒體控制臺100通電時，可以保留設(shè)定量的硬件資源以供多媒體控制臺操作系統(tǒng)作系統(tǒng)使用。這些資源可包括存儲器的保留量(例如16MB)、CPU和GPU周期的保留量 (例如5%)、網(wǎng)絡(luò)帶寬的保留量(例如Slcbs)，等等。因為這些資源是在系統(tǒng)引導(dǎo)時間保留的，所保留的資源對于應(yīng)用程序視角而言是不存在的。具體地，存儲器保留較佳地足夠大，以包含啟動內(nèi)核、并發(fā)系統(tǒng)應(yīng)用程序和驅(qū)動程序。CPU保留較佳地為恒定，使得若所保留的CPU用量不被系統(tǒng)應(yīng)用程序使用，則空閑線程將消耗任何未使用的周期。對于GPU保留，通過使用GPU中斷來顯示由系統(tǒng)應(yīng)用生成的輕量消息(例如，彈出窗口)，以調(diào)度代碼來將彈出窗口呈現(xiàn)為覆蓋圖。覆蓋圖所需的存儲器量取決于覆蓋區(qū)域大小，并且覆蓋圖較佳地與屏幕分辨率成比例縮放。在完整的用戶界面被并發(fā)系統(tǒng)應(yīng)用使用的情況下，優(yōu)選地使用獨立于應(yīng)用分辨率的分辨率。定標器可用于設(shè)置該分辨率，從而無需改變頻率，也就不會引起TV重新同步。在多媒體控制臺100引導(dǎo)且系統(tǒng)資源被保留之后，就執(zhí)行并發(fā)系統(tǒng)應(yīng)用程序來提供系統(tǒng)功能。系統(tǒng)功能被封裝在一組在上述所保留的系統(tǒng)資源中執(zhí)行的系統(tǒng)應(yīng)用程序中。 操作系統(tǒng)內(nèi)核標識是系統(tǒng)應(yīng)用程序的線程而非游戲應(yīng)用程序的線程。系統(tǒng)應(yīng)用程序優(yōu)選地被調(diào)度為在預(yù)定時間并以預(yù)定時間間隔在CPU 101上運行，以便為應(yīng)用程序提供一致的系統(tǒng)資源視圖。調(diào)度是為了把由在控制臺上運行的游戲應(yīng)用所引起的高速緩存分裂最小化。當并發(fā)系統(tǒng)應(yīng)用程序需要音頻時，則由于時間敏感性而異步調(diào)度音頻處理給游戲應(yīng)用程序。多媒體控制臺應(yīng)用程序管理器(如下所述)在系統(tǒng)應(yīng)用程序活動時控制游戲應(yīng)用的音頻水平(例如，靜音、衰減)。輸入設(shè)備(例如，控制器142(1)和142( )由游戲應(yīng)用程序和系統(tǒng)應(yīng)用程序共享。輸入設(shè)備不是所保留的資源，但卻在系統(tǒng)應(yīng)用程序和游戲應(yīng)用程序之間切換以使其各自具有設(shè)備的焦點。應(yīng)用管理器優(yōu)選地控制輸入流的切換，而無需知道游戲應(yīng)用的知識，并且驅(qū)動程序維護關(guān)于焦點切換的狀態(tài)信息。相機沈、觀和捕獲設(shè)備20可以為控制臺100 定義附加輸入設(shè)備。圖:3B示出了計算環(huán)境220的另一示例性實施例，它可以是用來解釋目標識別、分析與跟蹤系統(tǒng)中的一個或多個位置和動作的圖1A-2中示出的計算環(huán)境12。計算系統(tǒng)環(huán)境 220只是合適的計算環(huán)境的一個示例，并且不旨在對所公開的主題的使用范圍或功能提出任何限制。也不應(yīng)該將計算環(huán)境220解釋為對示例性操作環(huán)境220中示出的任一組件或其組合有任何依賴性或要求。在一些實施例中，各種所描繪的計算元件可包括被配置成實例化本發(fā)明的特定方面的電路。例如，本公開中使用的術(shù)語電路可包括被配置成通過固件或開關(guān)來執(zhí)行功能的專用硬件組件。在其他示例實施例中，術(shù)語電路可包括通過體現(xiàn)可操作以執(zhí)行功能的邏輯的軟件指令配置的通用處理單元、存儲器等等。在其中電路包括硬件和軟件的組合的示例實施例中，實施者可以編寫體現(xiàn)邏輯的源代碼，且源代碼可以被編譯為可以由通用處理單元處理的機器可讀代碼。由于所屬領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，現(xiàn)有技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到在硬件、軟件或硬件/軟件的組合之間差別微小的程度，為實現(xiàn)特定功能而選擇硬件還是軟件是交由實施者處理的設(shè)計選擇。更具體而言，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，可以將軟件進程轉(zhuǎn)換成等效的硬件結(jié)構(gòu)，也可以將硬件結(jié)構(gòu)本身轉(zhuǎn)換成等效的軟件進程。如此， 選擇硬件實現(xiàn)還是軟件實現(xiàn)是一種設(shè)計選擇，并交由實施者處理。在圖;3B中，計算環(huán)境220包括通常包括各種計算機可讀介質(zhì)的計算機Ml。計算機可讀介質(zhì)可以是能由計算機241訪問的任何可用介質(zhì)，而且包含易失性和非易失性介質(zhì)、 可移動和不可移動介質(zhì)。系統(tǒng)存儲器222包括以諸如ROM 223和RAM 260之類的易失性和 /或非易失性存儲器的形式存在的計算機存儲介質(zhì)?；据斎?輸出系統(tǒng)224 ￠10 包括如在啟動時幫助在計算機Ml內(nèi)的元件之間傳輸信息的基本例程，它通常儲存在ROM 223 中。RAM 260通常包含處理單元259可以立即訪問和/或目前正在操作的數(shù)據(jù)和/或程序模塊。作為示例而非限制，圖3B示出了操作系統(tǒng)225、應(yīng)用程序226、其他程序模塊227，以及程序數(shù)據(jù)228。
計算機241還可以包括其他可移動/不可移動、易失性/非易失性計算機存儲介質(zhì)。只作為示例，圖3B示出了讀寫不可移動、非易失性磁性介質(zhì)的硬盤驅(qū)動器238，讀寫可移動、非易失性磁盤邪4的磁盤驅(qū)動器239，以及讀寫諸如CD ROM或其他光學(xué)介質(zhì)之類的可移動的，非易失性光盤253的光盤驅(qū)動器M0?？梢栽谑纠圆僮鳝h(huán)境中使用的其他可移動 /不可移動、易失性/非易失性計算機存儲介質(zhì)包括但不限于，磁帶盒、閃存卡、數(shù)字多功能盤、數(shù)字錄像帶、固態(tài)RAM、固態(tài)ROM等等。硬盤驅(qū)動器238通常由不可移動存儲器接口，諸如接口 234連接至系統(tǒng)總線221，磁盤驅(qū)動器239和光盤驅(qū)動器240通常由可移動存儲器接口，諸如接口 235連接至系統(tǒng)總線221。上面所討論的并且在圖IBB中所示出的驅(qū)動器以及它們的相關(guān)聯(lián)的計算機存儲介質(zhì)，為計算機Ml提供了計算機可讀的指令、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、程序模塊及其他數(shù)據(jù)的存儲。例如， 在圖:3B中，硬盤驅(qū)動器238被示為存儲了操作系統(tǒng)258、應(yīng)用程序257，其他程序模塊256， 以及程序數(shù)據(jù)255。注意，這些組件可以與操作系統(tǒng)225、應(yīng)用程序226、其他程序模塊227 和程序數(shù)據(jù)2 相同，也可以與它們不同。此處給操作系統(tǒng)258、應(yīng)用程序257、其他程序模塊256以及程序數(shù)據(jù)255提供了不同的編號，以說明至少它們是不同的副本。用戶可以通過諸如鍵盤251和定點設(shè)備252 (通常被稱為鼠標、軌跡球或觸摸板)之類的輸入設(shè)備向計算機Ml中輸入命令和信息。其他輸入設(shè)備(未示出)可以包括話筒、操縱桿、游戲手柄、 圓盤式衛(wèi)星天線、掃描儀等等。這些和其他輸入設(shè)備通常通過耦合至系統(tǒng)總線的用戶輸入接口 236連接至處理單元259，但也可以由其他接口和總線結(jié)構(gòu)，例如并行端口、游戲端口或通用串行總線(USB)來連接。相機沈、觀和捕獲設(shè)備20可以為控制臺100定義附加輸入設(shè)備。監(jiān)視器242或其他類型的顯示設(shè)備也通過接口，例如視頻接口 232，連接至系統(tǒng)總線221。除監(jiān)視器之外，計算機還可以包括可以通過輸出外圍接口 233連接的諸如揚聲器 244和打印機243之類的其他外圍輸出設(shè)備。計算機241可以使用到一個或多個遠程計算機(如遠程計算機M6)的邏輯連接， 以在聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中操作。遠程計算機246可以是個人計算機、服務(wù)器、路由器、網(wǎng)絡(luò)PC、對等設(shè)備或其他公共網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，通常包括上文相對于計算機241所描述的許多或全部元件，但是圖:3B中只示出了存儲器存儲設(shè)備M7。圖:3B中所描繪的邏輯連接包括局域網(wǎng)(LAN) 245 和廣域網(wǎng)(WAN) M9，但是，也可以包括其他網(wǎng)絡(luò)。這樣的聯(lián)網(wǎng)環(huán)境在辦公室、企業(yè)范圍計算機網(wǎng)絡(luò)、內(nèi)聯(lián)網(wǎng)和因特網(wǎng)中是常見的。當在LAN聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中使用時，計算機241通過網(wǎng)絡(luò)接口或適配器237連接至LAN 2450當在WAN聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中使用時，計算機241通常包括調(diào)制解調(diào)器250或用于通過例如因特網(wǎng)等WAN 249建立通信的其他裝置。調(diào)制解調(diào)器250可以是內(nèi)置或外置的，它可以經(jīng)由用戶輸入接口 236或其他適當?shù)臋C制連接至系統(tǒng)總線221。在聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中，參考計算機241所描述的程序模塊，或其某些部分，可以存儲在遠程存儲器存儲設(shè)備中。作為示例而非限制， 圖:3B示出了駐留在存儲器設(shè)備247上的遠程應(yīng)用程序M8。可以理解，所示出的網(wǎng)絡(luò)連接只是示例性的，也可以使用用于在計算機之間建立通信鏈路的其他裝置。圖4描繪了可以從捕捉設(shè)備20生成的用戶的示例性骨架映射。在該實施方式中， 標識出各種關(guān)節(jié)和骨骼每只手302、每個前臂304、每個肘306、每個大臂308、每個肩310、 每個髖312、每條大腿314、每個膝316、每條小腿318、每個足320、頭322、軀干324、脊椎的頂部3 和底部328以及腰330。在跟蹤更多點的情況下，可標識出附加的特征，比如手指或腳趾的骨骼和關(guān)節(jié)，或臉部的各個特征，如鼻和眼。本發(fā)明技術(shù)的各實施方式在下文中將參考圖5到7的圖示以及圖8到10的流程圖來解釋。圖5示出了在捕捉設(shè)備20的視野內(nèi)處于中立位置的用戶400，即，當身體直立時處于固定位置。當站立時，會有一些肌肉活動，但是，在各實施方式中，這種活動可以忽略。 在其他實施方式中，當用戶站著休息時，可以測量和存儲一些基本活動量。可以有身體處于固定位置的其他中立位置，諸如，例如，用戶坐下或用戶平躺在地面上。圖8描述了本技術(shù)的一直接的實施方式。在步驟500中，處理器(在計算設(shè)備12 內(nèi)或可能在捕捉設(shè)備20內(nèi))確定處于中立位置的用戶400的每一個關(guān)節(jié)的參考位置。在步驟502中，處理器確定關(guān)節(jié)之間的身體部位的質(zhì)量。這可以以許多方式來進行。在一個實施方式中，系統(tǒng)根據(jù)由捕捉設(shè)備20捕捉到的身體部位的3-D圖像來測量不同的身體部位的厚度或體積(用戶的身體部位的質(zhì)量沒有在圖5-7中示出)。以此方式，可以確定上下手臂、大腿和小腿，以及軀干的體積。在其他實施方式中，還可確定用戶的手、腳、頭以及頸部的質(zhì)量。然后，可以將為每一個身體部位確定的體積乘以某個恒定的導(dǎo)出值來產(chǎn)生每一個身體部位的質(zhì)量。由于衣服可能有時使得體積確定難以進行，可以對于不同的身體部位，在一段時間內(nèi)進行測量，對于每一個身體部位，調(diào)整好結(jié)果。現(xiàn)在參考圖6，用戶400抬起兩個臂。用戶從肩部402b向上從他的側(cè)面抬起他的左臂，使他的肘伸直，以使得下臂406b從上臂404b —般性地伸直。用戶從他的側(cè)面抬起他的右臂，但是，還通過彎曲肘部，相對于他的上臂40 抬高他的下臂406a。應(yīng)該理解，圖 6中所示的移動僅用作示例，用戶可以以各種方式移動他的身體部位中的任何一個，并按下面所描述的方式進行測量。圖7是移動的又一個示例，其中用戶已經(jīng)移動了他的手臂和他的腿。如下面所說明的，本技術(shù)作為每一個身體部位所造成的卡路里燃燒的合計來測量卡路里燃燒。在其他實施方式中，可以將身體部位結(jié)合在一起(產(chǎn)生組分身體部位的質(zhì)量)， 并可以基于組合的身體部位，來計算卡路里燃燒。在圖8的直接實施方式中，系統(tǒng)接下來在步驟504中檢查身體部位是否向上移動， 即，克服了重力。系統(tǒng)逐身體部位地進行此測量。系統(tǒng)可以進行此測量的一種方式是通過測量關(guān)節(jié)角度中的變化。如此，系統(tǒng)可以首先檢查是否有與軀干最近的身體部位的移動(盡管在替換實施方式中可以以別的方式)?？梢源_定左側(cè)肩關(guān)節(jié)向上旋轉(zhuǎn)了角度Θ，并確定肘關(guān)節(jié)沒有旋轉(zhuǎn)。根據(jù)該判斷，系統(tǒng)能夠確定用戶將他的上臂404b和下臂406b抬起了多高。類似地，系統(tǒng)可以判斷通過肩關(guān)節(jié)處的角度Φ抬起了他的右上臂，并在肘關(guān)節(jié)處將他的下臂抬起角度ω。再次，根據(jù)該信息，系統(tǒng)能夠確定用戶將他的上臂40 和下臂406a抬起了多高。一旦如上文所描述的在步驟504中系統(tǒng)確定一個身體部位已經(jīng)向上移動，系統(tǒng)就可以挑選任意點，例如，每一個身體部位上的最遠端的關(guān)節(jié)，在步驟506中，一旦完成向上的移動，就測量其向上的位移。上臂的最遠端的點將是肘關(guān)節(jié)，而下肢上的最遠端的點將是踝關(guān)節(jié)等等。在步驟506中，系統(tǒng)將計算向上移動的給定身體部位的該點的位移。在步驟508中，給出了計算出的質(zhì)量和向上的位移，系統(tǒng)將計算由于給定身體部位的向上移動而燃燒的卡路里。系統(tǒng)可以使用下面的關(guān)系來計算以焦耳為單位的由移動的質(zhì)量燃燒的能量焦耳=質(zhì)量χ重力χ向上位移
肌肉平均效率只有15-25%。額外的能量作為熱量丟失。如此，假設(shè)20%的效率， 通過下列公式，以焦耳為單位，給出卡路里能量燃燒焦耳=質(zhì)量χ重力χ位移χ (100/20)應(yīng)該理解，可以使用除20 %以外的某個糾正因子，諸如，例如，15 %和25 %之間的任何因子。在其他實施方式中，限制可以高于和/或低于此范圍?？梢酝ㄟ^下列公式將焦耳轉(zhuǎn)換為卡路里1卡路里=4184焦耳。在步驟508中計算由于給定身體部位的移動而燃燒的卡路里，并進行存儲。系統(tǒng)反復(fù)地執(zhí)行上面的步驟500到508，以基于不同的身體部位的移動取得燃燒的卡路里的總和。在步驟509中，可以任選地向用戶顯示總和(以虛線示出，以表示在其他實施方式中， 可以跳過該步驟)?？偤涂梢悦繂挝粫r間地給出，以例如示出對于用戶移動每分鐘燃燒的卡路里。如此，再次參考圖6，進行體積測量，系統(tǒng)可以確定用戶的身體部位的質(zhì)量，包括下列各項右上臂1.88kg右下臂1.51kg左上臂1.86kg左下臂1.50kg在各實施方式中，系統(tǒng)可包括作為下臂的一部分的用戶的手的確定的質(zhì)量。在其他實施方式中，可以單獨地計算和使用手的質(zhì)量，或者，可以忽略手的質(zhì)量。系統(tǒng)還可以進一步判斷在此示例中的用戶的手臂向上移動了下面的位移。右上臂0.4m右下臂1.2m左上臂0.4m左下臂0. 6m然后，系統(tǒng)將對不同的身體部位執(zhí)行計算，每一個身體部位都單獨地右上臂燃燒的卡路里=質(zhì)量χ重力χ位移χ (100/20)/4184右上臂燃燒的卡路里=1.88x9. 82x0. 4 (100/20)/4184右上臂燃燒的卡路里=0. 0088卡路里可以對其他手臂部分執(zhí)行相同的計算，以使得圖6所示出的移動產(chǎn)生下面的卡路里燃燒右上臂燃燒的卡路里=0. 0088卡路里右下臂燃燒的卡路里=0. 0212卡路里左上臂燃燒的卡路里=0. 0087卡路里左下臂燃燒的卡路里=0. 0106卡路里從圖6所示出的移動燃燒的總卡路里0. 0493如果用戶抬起他的腿，將執(zhí)行相同計算，如圖7所示。此外，計算并不總是相對于中立位置來進行。例如，如果用戶俯身，一旦用戶直起來，到中立位置，則軀干、上臂等等的這種向上移動將產(chǎn)生活動，并燃燒卡路里，如上文所描述的。
上面的實施方式表示基于身體部位克服重力向上移動來對燃燒的卡路里的直接計算。然而，當將身體部位向下移動(受控制的肌肉移動)和/或水平地移動時，用戶也可以燃燒卡路里。圖9是考慮了這些情況下的卡路里燃燒的其他實施方式的流程圖。圖9示出了與圖8類似的步驟，包括在步驟510中測量處于中立位置的關(guān)節(jié)，以及在步驟512中， 測量身體部位的質(zhì)量。在步驟514中，圖9的實施方式測量身體部位的任何移動。這也可以通過檢測關(guān)節(jié)角度中的變化來做到。在步驟516中，在檢測到移動已經(jīng)完成時，可以作為矢量來測量位移和移動方向兩者。如上所述，這可以使用身體部位上的任意點，諸如，例如，身體部位上的最遠端的點， 來測量。在步驟518中，確定由相應(yīng)的身體部位的移動燃燒的卡路里。在此實施方式中，可以計算某個下限和1之間規(guī)范化的方向因子，并將其考慮到用于計算為給定身體部位燃燒的卡路里的等式中。如此，此實施方式中燃燒的卡路里按如下方式給出燃燒的卡路里=質(zhì)量χ重力χ位移x(100/20)xdf/4184其中，df是方向因子。在此等式中，位移是絕對位移，不只是垂直位移。對于純粹的垂直向上位移，df可以等于1，如此，產(chǎn)生如上文參考圖8所闡述的計算。隨著移動變得較不垂直，且更加水平，方向因子可以縮小。如此，盡管身體部位的絕對位移可以與在純粹的垂直運動和包括垂直和水平分量的運動之間相同，但是，為組合的垂直/ 水平運動燃燒的卡路里量將小于為純粹的垂直運動燃燒的卡路里。此外，身體部位的純粹的水平位移將具有上面標識的對卡路里的計算乘以某個確定的方向因子df< 1。如此，與圖8的實施方式不同，圖9的實施方式將包括水平運動的卡路里燃燒。它可以例如是某個任意選擇的值，以使得0 < df < 1。類似地，對于垂直向上和水平之間的移動，方向因子可以從1縮小到水平位置所選的值。對于這些中間位置的方向因子可以線性地、或根據(jù)確定的三角函數(shù)而縮小，取決于位移的矢量角。同樣，當用戶正在降低身體部位時，如將手臂向下放回到中立位置，此移動仍可以燃燒卡路里。如此，方向因子將具有某個非零值，但是，小于用于純粹的水平運動的值。在其他實施方式中，也可以在等式中考慮用戶移動身體部位的速度。如此，例如， 也可以在上文所描述的對卡路里的計算中的任何一種情況下提供速度因子(在圖8中以及在圖9中)。此速度因子可以增大對于更快的運動燃燒的卡路里量。在上文所描述的實施方式中，根據(jù)位移，來測量身體部位中的卡路里燃燒。然而， 處于固定位置的身體部位，例如，伸長的臂或腿，也可以燃燒卡路里。因此，參考圖10所描述的再一個實施方式考慮由于移動以及在非中立位置保持固定的身體部位而產(chǎn)生的卡路里燃燒。如在上面的實施方式中，該系統(tǒng)首先在步驟520中測量處于中立位置的關(guān)節(jié)，并在步驟522中測量身體部位的質(zhì)量。在步驟514中，圖9的實施方式測量身體部位的任何移動。這也可以通過檢測關(guān)節(jié)角度中的變化來做到。如果檢測到移動，則系統(tǒng)測量位移和方向作為矢量，如上文參考圖9所描述的。步驟5 可以另選地只考慮垂直向上運動，如圖8 的實施方式所描述。在步驟5 之后，或在步驟5M之后，如果沒有檢測到運動，則此實施方式的系統(tǒng)接下來在步驟528中檢查身體部位是否在非中立位置保持固定。如上文所指出的，當處于中立位置時，固定的身體部位或者不燃燒卡路里，或者可以被分配某個小的常數(shù)。然而，當處于非中立位置固定時，身體部位燃燒卡路里。如此，在此實施方式中，該系統(tǒng)在步驟530 中測量保持的固定位置以及保持的時間長度。在步驟534中，系統(tǒng)確定卡路里燃燒。此確定可包括根據(jù)上文所描述的實施方式中的任何一個來確定卡路里燃燒，加上由于任何測得的固定，非中立身體部位位置而產(chǎn)生的卡路里燃燒?？梢允褂貌煌牡仁絹碛嬎阌捎诠潭?，非中立身體位置而產(chǎn)生的卡路里燃燒。在各實施方式中，卡路里燃燒可以根據(jù)存儲在身體部位中的勢能。此勢能將根據(jù)如在步驟522中測量的其質(zhì)量，重力及其相對于中立位置的位置。例如，在一個實施方式中，從軀干沿著水平線伸直的腿或臂比使腳或臂處于90°之外的某個角度具有更高的勢能。如此，與使腿或臂保持某個非正交的角度對照，對于伸直的腿或臂，燃燒的卡路里量將更高。在某個非中立位置保持固定的身體部位，由于對肌肉的應(yīng)變增大，它維持該位置的時間越長，每單位時間燃燒的卡路里越多。如此，在替換實施方式中計算出的卡路里燃燒也可以考慮時間因子，身體部位保持在該位置的時間越長，給定單位時間內(nèi)燃燒的卡路里會增大。上文所描述的實施方式闡述了當身體部位移動或保持在非中立位置時測量燃燒的卡路里燃燒的方法，如圖6和7所示出的。然而，當用戶的腿保持在地上，并且用戶蹲下 (即，彎曲他的膝蓋)，這帶來特殊情況。具體而言，在此情況下用于測量保持在地上的腿的卡路里燃燒的質(zhì)量不僅僅是用戶的腿的質(zhì)量。地面上的腿事實上支撐用戶的整個體重，如此，在此情況下，可以將用戶的整個質(zhì)量考慮到用于計算卡路里燃燒的等式中。如此，在此實施方式中，系統(tǒng)根據(jù)上文所描述的實施方式中的任何一個來計算卡路里燃燒。然而，在此實施方式中，在蹲的過程中用于保持在地上的大腿或小腿的質(zhì)量將增大到包括用戶的整個質(zhì)量。本系統(tǒng)的捕捉設(shè)備20能夠確定用戶何時正在蹲著以及該蹲坐是否涉及地面上的支撐用戶的重量的用戶的兩個腿，或者用戶是否只在一條腿上支撐他的重量(例如，用離地相反的重量)。在此情況下，系統(tǒng)可以將來自除用戶的腿以外的所有身體部位的用戶的質(zhì)量添加到用戶的腿的質(zhì)量中。此質(zhì)量可以在兩個小腿和兩個大腿之間(在用戶的兩只腳著地的情況下)，或在一條小腿和一大腿之間(在用戶只有一條腿著地的情況下)分攤。利用此分配，系統(tǒng)可以根據(jù)上文所描述的實施方式中的任何一個來計算由于下蹲而造成的卡路里燃燒。圖11示出了本技術(shù)的再一個實施方式，其中通過確定每一個肢體基礎(chǔ)上的用戶重量和用戶的BMI (體重指數(shù))來確定卡路里燃燒。BMI是體重的統(tǒng)計度量，在各實施方式中，其基于用戶的體重和身高。在步驟陽0中，可以進行深度掃描。在此實施方式以及上文所描述的其他實施方式中，可以提示用戶穿緊身的衣服，以便對用戶的體重進行最佳估計。 緊身的衣服可以允許假設(shè)在深度掃描中所檢測到的是用戶身體的實際尺寸和形狀。在此實施方式以及其他實施方式中，還可以提示用戶面向捕捉設(shè)備20，并從該位置進行四分之一、 一半和/或全轉(zhuǎn)，再次以使得捕捉設(shè)備可以獲得用戶的體形的全視圖，以對體重進行最佳估計。在步驟554中，將用戶的身體分割成不同的部位，例如，肢體、頭和軀干。通過從深度掃描取得玩家的輪廓，并將捕捉到的數(shù)據(jù)疊加在用戶的已知骨架圖上，這可以分割用戶的每一個肢體，頭和軀干。
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根據(jù)步驟554，可以在步驟556中計算用戶的肢體中的每一個的質(zhì)量。每一個肢體可以在3-D空間中以體積像素分組或體元組進行建模。從步驟550的掃描中獲取的每一個肢體的已知的表面積可以翻倍，因為大多數(shù)人是圓柱形的。此方法也可以用于上文所描述的實施方式中的任何一個中。通過對于不同的肢體使用已知密度的圖形，可以確定每一個肢體的質(zhì)量。這也可以用于確定用戶的軀干的質(zhì)量。在其中系統(tǒng)能夠區(qū)別頭與毛發(fā)的各實施方式中，這也可以用于確定用戶的頭的質(zhì)量。也可以通過等式重量=質(zhì)量χ重力，根據(jù)質(zhì)量計算，來確定用戶的肢體、軀干和/或頭的重量。取單個肢體、軀干和/或頭的重量，可以在步驟562中確定用戶的BMI的近似值。 BMI根據(jù)重量和身高兩者?？梢栽诓襟E550的掃描中確定用戶的身高，或者，可以提示用戶手動地輸入他們的身高。在其他實施方式中，可以提示用戶輸入他們的重量，該重量也可以用于確定用戶的肢體、軀干和/或頭的重量。在用戶BMI以及每個肢體重量已知的情況下，在步驟564中，可以在每一個肢體的基礎(chǔ)上計算卡路里燃燒。根據(jù)上文所描述的實施方式中的任何一個，可以使用肢體的特定重量來在每一個肢體的基礎(chǔ)上執(zhí)行。也可以通過確定重量所分布的面積，考慮肢體的大小， 以提供對肢體施加的壓力。根據(jù)上文所描述的實施方式中的任何一個，并使用如在當前實施方式中所確定的肢體的重量和/或肢體上的壓力，步驟5M可以計算由移動的肢體燃燒的卡路里。此外，步驟550中的掃描能夠確定一個或多個肢體何時處于非中立位置。通過使用與給定肢體的中立位置的已知偏離，以及該肢體的重量和/或該肢體上的壓力，系統(tǒng)能夠確定當用戶處于非中立位置時的這段時間由該肢體燃燒的卡路里。如此，系統(tǒng)能夠確定當人固定不動，但是例如抬起了腿或臂時的卡路里燃燒。在步驟568中，系統(tǒng)將為所有肢體確定的卡路里燃燒相加，以提供總的卡路里燃燒。在此實施方式中，執(zhí)行相同移動和/或靜態(tài)，非中立位置的不同的用戶可能會燃燒不同的卡路里量。這是因為，系統(tǒng)已經(jīng)計算出了此特定用戶的肢體、軀干等等的重量，該特定的重量用于計算體重燃燒。對于給定肢體的重量計算可以并且很有可能在不同的用戶之間有所不同。前面的對本發(fā)明的系統(tǒng)的詳細描述只是為了說明和描述。它不是詳盡的公開或?qū)⒈景l(fā)明的系統(tǒng)限于所公開的準確的形式。根據(jù)上述原理，許多修改方案和變化也是可以的。 所描述的實施方式只是為了最好地說明本發(fā)明的系統(tǒng)的原理以及其實際應(yīng)用，從而使精通本技術(shù)的其他人在各種實施方式中最佳地利用本發(fā)明的系統(tǒng)，適合于特定用途的各種修改也是可以的。本發(fā)明的系統(tǒng)的范圍由所附的權(quán)利要求進行定義。
權(quán)利要求
1.一種系統(tǒng)(10)中的確定所述系統(tǒng)的用戶的卡路里燃燒的方法，所述系統(tǒng)(10)包括耦合到用于捕捉用戶運動的捕捉設(shè)備00)的計算環(huán)境(12)，所述方法包括a)通過所述捕捉設(shè)備00)捕捉(步驟500)身體部位(302a-330)的圖像；b)通過所述計算環(huán)境(1 的處理器(101，259)確定(步驟50 在所述步驟a)中捕捉到的所述身體部位(302a-330)的質(zhì)量；c)通過所述捕捉設(shè)備00)捕捉(步驟506)所述身體部位(302a-330)的移動；以及d)根據(jù)在所述步驟c)中所捕捉到的所述身體部位(302a-330)的移動以及在所述步驟b)中確定的所述身體部位的質(zhì)量來確定(步驟508)由所述身體部位(302a-330)燃燒的卡路里。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括通過與所述計算環(huán)境相關(guān)聯(lián)的顯示器來顯示如在所述步驟d)中確定的所燃燒的卡路里的步驟。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟d)包括以下步驟基于垂直移動、 水平移動，以及垂直和水平移動的組合中的至少一項來確定所燃燒的卡路里。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟d)包括基于將身體部位保持在固定的非中立位置來確定所燃燒的卡路里的步驟。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括以下步驟響應(yīng)于在與所述計算環(huán)境相關(guān)聯(lián)的顯示器上顯示的鍛煉應(yīng)用程序和游戲應(yīng)用程序中的一個，執(zhí)行所述身體部位的移動。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，確定身體部位的質(zhì)量的所述步驟b)通過以下動作執(zhí)行根據(jù)所述步驟a)的掃描來將用戶分割成肢體、頭和軀干，確定給定肢體的3-D 體元組，并且基于所述給定肢體的所述體元組和已知密度來確定所述給定肢體的質(zhì)量。
7.一種系統(tǒng)(10)，包括捕捉設(shè)備(20)，所述捕捉設(shè)備能夠在用戶在所述捕捉設(shè)備00)的視野內(nèi)移動時捕捉所述用戶的一個或多個單獨的身體部位(302a-330)的圖像；以及與所述捕捉設(shè)備00)相關(guān)聯(lián)的計算環(huán)境(12)，所述計算環(huán)境(1 包括處理器(101， 259)，所述處理器(101，259)能夠確定由所述捕捉設(shè)備Q0)捕捉到的所述一個或多個單獨的身體部位(302a-330)的質(zhì)量，根據(jù)所確定的所述一個或多個單獨的身體部位 (302a-330)的質(zhì)量以及所述一個或多個單獨的身體部位(302a_330)的移動方向和程度， 來確定由所述一個或多個單獨的身體部位燃燒的卡路里。
8.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述計算環(huán)境還包括用于存儲由所述一個或多個單獨的身體部位在一段時間內(nèi)燃燒的卡路里的總和的存儲。
9.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述計算環(huán)境基于以下各項中的至少一個來計算計算由一個或多個單獨的身體部位燃燒的卡路里身體部位的向上移動、身體部位的向下移動、身體部位的水平移動以及身體部位的垂直和水平移動的組合。
10.如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述計算環(huán)境還基于所述身體部位的移動速度來計算由一個或多個單獨的身體部位燃燒的卡路里。
11.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述處理器確定以下情況下的身體部位的卡路里燃燒所述身體部位從中立位置移至非中立位置、所述身體部位從非中立位置移至中立位置、以及所述身體部位保持在非中立位置。
12.一種用于促進減肥的系統(tǒng)(10)，包括捕捉設(shè)備(20)，所述捕捉設(shè)備能夠在用戶在所述捕捉設(shè)備00)的視野內(nèi)移動時捕捉所述用戶的一個或多個單獨的身體部位(302a-330)的圖像；與所述捕捉設(shè)備00)相關(guān)聯(lián)的計算環(huán)境(12)，所述計算環(huán)境(1 包括確定由所述捕捉設(shè)備00)捕捉到的所述一個或多個單獨的身體部位(302a-330)的質(zhì)量，根據(jù)所確定的所述一個或多個單獨的身體部位(302a-330)的質(zhì)量以及所述一個或多個單獨的身體部位 (302a-330)的移動方向和程度，來確定由所述一個或多個單獨的身體部位(302a_330)燃燒的卡路里，所述計算環(huán)境(1 還運行鍛煉程序；以及與所述計算環(huán)境(1 相關(guān)聯(lián)的顯示器042)，所述顯示器( 提示用戶根據(jù)由所述計算環(huán)境(1 運行的所述鍛煉程序來進行鍛煉，所述顯示器還顯示如由所述計算環(huán)境 (12)確定的所述燃燒的卡路里。
13.如權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述計算環(huán)境基于所確定的所述一個或多個單獨的身體部位的質(zhì)量、所述一個或多個身體部位的重力、位移以及所述一個或多個身體部位的位移方向，來計算由所述一個或多個單獨的身體部位燃燒的卡路里。
14.如權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述計算環(huán)境還基于存儲在相對于中立位置的一個或多個單獨的身體部位中的勢能來計算由所述一個或多個單獨的身體部位燃燒的卡路里。
15.如權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其特征在于，在所述計算環(huán)境上運行的所述鍛煉程序使所述顯示器顯示正在進行所述用戶被假設(shè)模仿以便燃燒卡路里的鍛煉的人的圖像。
全文摘要
公開了用于通過HCI系統(tǒng)確定卡路里燃燒的系統(tǒng)和方法。通過使用能夠檢測用戶的臂、腿、軀干等等的厚度的捕捉設(shè)備，該系統(tǒng)確定用戶的每一個身體部位的質(zhì)量。此后，在一個示例中，該系統(tǒng)根據(jù)身體部位位移的距離，位移的身體部位的質(zhì)量以及重力來測量給定身體部位的卡路里燃燒。
文檔編號G06F19/00GK102270276SQ20111016838
公開日2011年12月7日 申請日期2011年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月11日
發(fā)明者A·威爾遜, J·托馬斯, M·史蒂文森, N·伯頓, W·布賴恩 申請人:微軟公司