宋太祖长拳的流派

宋太祖赵匡胤,他一套盘龙棍,一套长拳威震天下,这拳是以他为名的,故叫"太祖长拳”.

宋太祖长拳的流派 


宋太祖长拳研究|宋太祖长拳的流派
[ 作者:刘连洋 来源:飞林国术馆] 


宋太祖长拳后世传承
山东太祖四大家:
1. 山东莱州传承的太祖门武术
莱州的太祖门武术由盛力先前辈传出,相传盛力先在营口一带得遇少林僧人传授少林门武艺精华,后在济南出任镖师,在青岛国术馆某练习所(拳房)任职,为“青岛三十六友”之一,后返乡莱州桥村传徒技艺,为莱州著名武术家。盛力先先生精擅轻功与醉八仙绝技,所传武功体系大致为:太祖拳、螳螂十三招、小虎燕、岳家捶、黑虎拳、梅花拳、大洪拳、醉八仙等。器械有:梅花刀、梅花剑、行者棍、梅花枪、梅花叠鞭、虎尾三节棍(即宋太祖盘龙棍)、八卦游龙剑、虎头双钩等。
盛力先所传的技艺一般多称为少林门,全称为少林门梅花支系,又称太祖门。故该门武术有两大特点:1.整个门派武功以太祖拳为根基,太祖拳是本门的入门母拳。整个流派的武功招式,也是以太祖拳的招法为基础。2.本门称少林门梅花系,因武功中以“五朵梅花”即梅花拳、梅花刀、梅花剑、梅花枪、梅花叠鞭(一说是梅花桩)为其中的精华。同时也含有梅花开瓣而向心,即开枝散叶,开门立户,暗示正宗之意。
2. 山东文登传出的太祖门武术:
《中国武术拳械录》中载:“清光绪年间,山东文登县刘明山向其护院长工学习太祖拳。刘明山后来到哈尔滨落户,又传山东黄县孟庆跃等人。”拳械录记载了十八节太祖长拳中的第一至六节、二十四路弹腿、五路太祖炮拳、小五手、七步连环捶、太祖单刀、八方刀、断门刀、九连刀、太公剑、太祖棍、三义枪、梅花枪、滚趟双刀、五路以打拳等内容。
《黑龙江省武术拳械录》中写道:“太祖拳传说是宋太祖赵匡胤所传,尚无考证。目前流传于哈尔滨等地太祖拳属于长拳类,是山东省文登县人,刘岷山老师(已故)所传。1929年刘岷山到哈尔滨嘎设岷山武术馆,授此拳在哈尔滨等地流传至今。……风格特点:动作舒展雄健、结构严谨、先柔后刚、迂敌劲生,步法稳健沉实、落地生根、进退迅速、变换灵活;练功方法及手段:桩功、各种手型步型、硬功、*掌、*臂、拍打功、沙袋功、散手、抡手等训练;其本理论:讲究先防后攻,有攻必防,虚中有实,声东击西,攻则长短兼用,守则紧小严密,过手先走边门,闪展进击,见机在踏洪门,连续进攻,使之防不胜防而取胜。
在科学时代杂志社出版的《体育科学从书3梅花枪、八方刀》(刘洪仁口述,李承祥、刘志华整理)》一书前言中写道:“少林派太祖武术是宋朝第一位皇帝太祖赵匡胤所创立,故称“太祖拳”。太祖门系包括“拳”(十八节长拳、太祖三十势等),还有器械(短器械:梅花刀、八方刀、龙泉剑等;双器械:梅花枪、六合枪、齐眉棍、春秋大刀、朴刀等:软器械:七节鞭),对练(徒手对练、三节棍进枪等)多种套路,其内容十分丰富,实战性强,充分体现了太祖门系刚劲有力,快速灵活的基本特征。”
据本人所知,刘洪仁先生曾著有《少林武术》、李承祥先生曾著有《少林拳法》一书,对该枝传承的太祖门武术进行过介绍。
3.北少林长拳门
北少林长拳门为韩庆堂先生所传,韩庆堂先生是山东省即墨县店集镇人。第一届国考名列中等,1929年参与"浙江游艺会擂台赛",获最优等第七名。1930年以第一期第一名成绩结业于南京中央国术馆。当时馆称武状元。1947年奉调台湾担任中央警官学校技术教官。1976年与世长辞。对于当代少林武术传承甚具贡献。后人给予“千手擒拿”之美誉。韩先生在台湾所留下的武学系统亦有"十路少林拳"之称, 是标准的中央国术馆系统。韩门十路少林拳内容为:1潭腿2连步拳3功力拳4二路埋伏5一路埋伏6十字趟7炮拳(为炮拳体系之三路炮,亦称跑拳)8查拳(为查拳体系之四路查)9四路奔打10太祖长拳;器械有棍:行者棒,群羊棍,刀:七星刀,八卦刀,剑:三才剑,昆吾剑,戚门剑,七星剑,青萍剑枪:杨家枪,六合枪,少林枪;徒手对练:小五手点打攻截法,擒拿摔打。
韩门太祖长拳,在台湾及海外流传广泛,从拳路及身法、劲法特点上看,确实是山东一脉所流传的太祖拳法。其武功术语与山东武术是一脉相承的。据韩兄说该拳可能与梁山一带流传的少林册相类。
4.烟台太祖长拳门
在烟台老武术界,除了以螳螂拳派闻名武林外,尚有诸多武术流派。如太祖长拳、弥祖长拳、秘宗长拳等。烟台武术十大名师之一的刘淑玉女士即精此门武术。此门太祖长拳所含拳法器械套路较多,据武术名家牟俊东先生讲有大呼延、小呼延、黑虎掉插、黑虎捶等内容,笔者将另文介绍。
山东太祖门其他枝系:
山东太祖门除了以上四枝流传较广,影响较大外,还有一些太祖拳系因资料所限或未经考证,少为人知。以下将本人所知及查阅资料所得列出,供参考:
5.山东平度石友善所传一枝太祖拳:此枝为山东惠民县李瑞春传张书臻,张传山东平度石友善。该枝太祖拳有:小五手、八方大架、久练刀、五手拳对练、八功捶对练、外搬捶对练等内容,特点:功架沉实,刚劲有力,长中见短,短中见长,结构严紧,一气呵成。其拳法理论为:见刚而回手、回手而入手、入手而漏手、漏手而采手、采手而进手。有收腿功、桩功、行架功等练功方法及崩砸打拿*等技击方法。
6.山东平度王志军所传一枝太祖拳:此枝为清道光年间,山东平度王志军承习家传太祖拳,犹以“九连刀”闻名。此枝太祖拳特点为:结构严谨,迅猛激烈、动作敏捷、朴实无华。讲究:一胆、二快、三狠、四准、五变、六巧、七活、八稳。招法要求:遇隙即攻、见空就补、心静气稳、胆大手狠、攻中有防、防中有攻、以快制敌、以巧取胜。其拳功有:站桩功八式、地功十二式、童子功十八式、溜腿二十四式、基本十六式、小五手、太公剑、九连刀、钓鱼鞭等。
7. 山东即墨高芳先生一枝太祖长拳:高芳先(1914—1980)山东即墨公元庄人,字天佐,毕业于山东青岛国术馆,其领导的“青岛保安大队”属国宫五十军二师,在抗日战争期间,战功卓越。高先生在台湾传承一枝武技有:连五掌、三十二手(孙膑拳)、六十四手(孙膑拳)、九十六手(孙膑拳)、功力拳、小虎燕、拍打气功、太祖拳四段、查拳四路、踢八方、罗汉拳、埋伏拳、六合拳、太祖单刀、太祖枪等。其中的太祖拳,韩基祥兄曾发给笔者一段录像,观该枝的拳法身姿,亦属山东太祖拳一脉所传。
8. 山东冷氏一枝的太祖长拳:此枝太祖拳法仅见于网络资料中,据资料中说冷氏一枝的太祖长拳,相传为明朝左参游击将军冷氏家传,刘毅先生得此枝武技。该枝的内容有拳法:太祖四进长拳、六路捶(一路白马圈向、二路叶里藏花、三路三把、四路八个字、五路斩拿捶、六路燕青*)器械:五路太祖卧龙刀、太祖双刀、太祖花枪、穿林枪、太祖腾蛇棍、十合大棒、双合棍(拐子)、二女争夫棍、桃园棍(赵匡胤、卢镇恩、陶三春对练)、太祖盘龙鞭、流星捶、春秋大刀、竹杆点大枪(出枪、活枪、三扑三盖、卷帘枪)、猴子拿金钱豹(六人对练)等。据称该枝太祖长拳以实战为主,拳势多腿法,跌仆为主要攻击手段,擒拿为独门绝技。
此外,山东乳山肖明魁先生曾传钟玉顺先生太祖长拳,其拳法又名小洪焰。该枝太祖拳具体情况不详。
沧州太祖门
1.沧州“八大武术流派”之太祖门
太祖门是“武术之乡”沧州的“八大武术流派”之一。据资料显示,太祖拳约在清康熙年间传入沧州,最初是一名云游僧“顺元和尚”为报沧州宋公收留、治病之恩。收其次子宋平为徒,授太祖拳法六年。宋平艺成,扬名街巷,其子“燕子宋三”宋义德更以其太祖门武艺闻名乡里。乾隆四十七年河南开封洪拳邢殿帮拜宋为师,得沧州太祖门真传,其后世传人颇多,清未民初有“治河两岸太祖”之说。
沧州太祖拳法风格独特,造诣纯正,套路严谨,动作舒展,招式鲜明,步法灵活,不拘陈迹,刚柔相济,虚实并兼,行拳过步,长打短*,爆发力强。该门太祖拳讲究实战,攻防格斗,起如风,击如电,前手领,后手追,两手互换一气摧。其劲力发挥于撑、拦、斩、卡、撩、崩、塞等。拳谚云:“囚身似猫,抖身如虎,行似游龙,动如闪电”。主要手法有:挑、砍、拦、封、闭、缠、扫、踹、弹、撩、钩、撞、绊、缠。交手时,讲求一胆,二力、三功、四气、五巧、六变、七*、八狠。进身前,要“审势观察细留神,逢弱直冲入中门,遇强避锋绕步锤”。手步相连,上下相随,遇隙即攻,见空则扑。所用招式,非攻即防,虚中寓实,实里含虚,一式多变,借敌之力以制其身。
沧州太祖门的基本功夫为“三型”、“五功”。“三型”为头、手、步,“五功”为臂、腿、腰、桩、气。拳法套路有:一路太祖拳,二路太祖拳,十八趟罗汉拳,遛腿架、遛脚式、八打二十式、太祖长拳、行步拳、十二趟弹腿;器械有太祖棍、三节棍、少林棍、十二连枪、梅花枪、四门大刀、方便铲、双手带、梅花刀、梅花双钩、万胜刀、应战刀、青龙剑、二朗剑、双钺;对练套路有对打太祖棍、三节棍进枪、单刀进枪、大刀进枪、子母锤对打等。
2.张耀庭传沧南刘云樵一枝太祖拳:
《刘云樵先生小传》中说“其父祖两代之保镖,太祖及迷踪两门高手─张耀庭氏,遂负专责,照拂幼主,日施推拿之术,徐徐而运动之。体稍健,即以太祖长拳开蒙。刘父位尊体胖,亦练此拳,以代体操。时而父子同练,百零八式,慢拉架子之时,刘父每曰:「云樵,你长大也不必做官发财,只把身体弄好,续了咱们刘家的香烟,历代祖宗都要感激你的恩啊!」。继习迷踪,体益健。刘父大喜,以张氏亦系其家佃农,以田尽赐之,厚给养老之资送归。……其太祖长拳式多而慢,有「撑慢拳」之说;动作古朴、深沉饱满,与戚氏拳经之图片,实多类同;而与直鲁豫三省无虑五七种之太祖长拳不牟。”
从上述文字中我们可以得知,著名武术家刘云樵先生自幼随太祖、迷踪门高手张耀庭先生习太祖与迷踪拳法。其太祖拳又称为“撑慢拳”,属功力架的慢拉架子。而其拳势则与戚继光《纪效新书》里的图谱相似。此枝太祖拳法在台湾有所流传,笔者曾从朋友处得到过一小段刘云樵前辈演练太祖拳的录像,观该枝太祖拳法,确如《刘云樵先生小传》一文中所述,与山东太祖拳派风格相差较大。
少林太祖拳
前文述及,少林寺武术中在明代时以棍术闻名于天下,拳术尚未出名。在明未时寺僧开始在拳术上下功夫,而当时已闻名于世的宋太祖长拳被少林寺吸取是很有可能的事情。所以少林一脉武学中应当留保着部分太祖长拳的技艺。笔者也确实发现了两种版本的少林太祖长拳。
其一是见于梁以全先生所著的《嵩山少林拳法》一书。该书所载的拳路,一名少林长拳,又名少林三十二手短打。据说是梁以全先生的祖上在清代道光年间从少林寺僧湛德处学得此拳。其拳谱为:海底捞沙、迎面扳手、撩阴截把捶、撑膀、合身、提地擎天、撂手撩脚挤手炮、撂手单冲拳、右二起脚、双括、束身双抱拳、左橛楔捶、凤凰单展翅、摇山、扳手推腰、虎扑、挑打器眼、束身双抱拳、右橛楔捶、十字闯步前后冲拳、盘肘、虚步亮掌、黑虎掏心、左二起飞脚、赘地炮、燕子取水、霸王观阵掏鬓捶、磨腰掏肋捶、虎扑、双抱膝、蹬足双冲拳;
另一个版本的少林太祖长拳是在网络中见到的,有论有谱,解说较为详细,但不知其确切出处。其《少林太祖长拳要诀》与《少林短打拳谱》、《罗汉短打拳谱》、《螳螂拳谱》多有相通之处。少林太祖长拳三十六式拳谱如下: 起式、双手分膝、童子拜佛、夜*探海、转身炮锤、退步行者、连环炮锤、怀中抱月、反臂贯耳、霸王举鼎、巧腿拦马、单脊架梁、敏步劈掌、双采摆连 、迎面炮锤、叶底藏花、退步跨虎、仙人拱手、右通背掌、左泼刀式 、二郎担山、迎面击掌、迎面击掌、八步赶蝉、横刺金砖、饿虎扑食、黄雀入林、右连珠炮、单脊架梁、力劈金砖、左翻天印、上步贯耳、右泼刀式、敏步劈聿、二龙戏珠、顺刁错手、右扫堂腿、收式。
南派太祖门
据资料显示:南派太祖拳是流传于福建、台湾等南方各地的一种南拳。其特点是:拳势刚烈;劲勇猛,步法稳定,架式固守,动作紧密,节奏分明,气沉丹田,发声吐气。拳术套路主要有小四门、大四门、五步、飞八卦、罗汉等,器械主要是棍、双刀、单刀、大刀、虎*、流星锤、九节鞭、矛盾、对拆。对练有拳对打、棍对打、拳对刀、虎*对刀盾等。团体操练有狮子阵法,八卦阵法等。
除福建、台湾等地的南派太祖拳外,杭州也有南派太祖拳的流传。《杭州市志》武术一节的南派拳种(械)中写道“太祖拳(械),或称太祖长拳,有甲、乙两种,分别流传于市区、富阳。另有兵器套路蟠龙棍,流传于富阳。”
此外,南派著名的五祖拳,其五祖之一即为太祖。所以五祖拳中应当也保存了南派太祖拳的技艺。
《中国武术拳械录》中关于太祖拳拳理部分所讲的“太祖拳讲究踢趟扫挂,主要突出刚、猛、紧、稳、小五字。刚指具有金刚之劲,硬打硬进,挥掌生风。猛指姿势激烈,劲发力猛,具剽悍之形,磅礴之势。紧指结构紧密,招连步紧。稳指桩功扎实,步稳如山,以静待动。小指架式紧凑,套路短小。五字中刚为太祖拳核心。特点:硬打硬进、连环攻击、刚强勇猛、快速灵活、发劲有力。”应当是指南派太祖拳。而不是指北派的宋太祖长拳。
其他太祖拳
《四川武术大全》中记载有赵门:“相传此门源于宋代,后人假托赵匡胤而得名,故称赵门。随着历史的演变,清朝中叶,直隶人绛天虎(绰号麻溜张)传赵门拳技于陕西三原县,后又入川传枝,张天虎在川去世后,他的四个主要弟子(即杨板雄、高占魁、马黑子、马三宝)便以师傅授艺之地-陕西三原县命名,称为三原派(另一支以张天虎的祖籍直隶命名为直隶派)而独具特色。”但从其中的内容来看,四川的赵门武技类似于陕西的红拳,而不是宋太祖长拳。
至于南京中央国术馆首期教班讲义-宋太祖三十二势长拳。这个版本应当是取材于戚继光的《纪效新书》。其中确实含有宋太祖长拳的部分拳势,但并不是所有的三十二势均为宋太祖长拳所有。并不能以戚氏的三十二势长拳来代替宋太祖长拳。
此外,另有一种太祖拳,又名太祖洪拳。相传为明代祖朱元璋(1328—1398)留传后世,其称太祖洪拳,可能与朱元璋建元“洪武”有关。从《明史》中看明太祖朱元璋与宋太祖赵匡胤一样,均是武勇过人的一代马上皇帝。但明太祖洪拳是否为朱元璋所创,正史中无记载,野史中也无提及,是否与宋太祖长拳一样为其训练士卒所留遗法也无从考证。目前只知有大洪、小洪、活法黄龙、虎爪点穴等传下。
近日看到《少林门太祖小战拳》等文,从高翔先生行文来看,由张世德所传的这一枝太祖门确与其他各枝太祖均有不同。观高先生太祖小战拳照片,其身姿不似北派流传的明代古拳宋太祖长拳的特点,也不似南派太祖拳法或明太祖洪拳的特点。此门太祖详情如何,尚需交流考证后才能得出结论。

<think>我们正在设计一个基于MediaPipe和LSTM的武术动作识别与评分系统。这个系统将包含以下关键部分: 1. 动作检测:使用MediaPipe进行人体姿态估计,提取关键点坐标。 2. 动作识别:使用LSTM(长短期记忆网络)对动作序列进行建模和识别。 3. 动作评分:采用动态时间规整(DTW)来比较标准动作和测试动作的差异,并结合关节角度权重分配方法进行评分。 论文设计思路如下: ### 一、引言 - 背景介绍:武术动作识别与评分的意义,传统评分方法的不足,计算机视觉和深度学习在该领域的应用前景。 - 相关工作:简要介绍MediaPipe在姿态估计中的应用,LSTM在动作识别中的优势,以及DTW在动作对齐和评分中的使用。 - 本文贡献:提出一个结合MediaPipe、LSTM和DTW的武术动作识别与评分系统,并引入关节角度权重分配方法以提高评分的准确性。 ### 二、系统总体设计 系统分为三个模块: 1. **姿态估计模块**:使用MediaPipe从视频流中提取人体33个关键点的三维坐标(包括可见性和置信度)[^1]。 2. **动作识别模块**:将关键点序列输入LSTM模型,对武术动作进行分类。 3. **动作评分模块**:利用DTW算法对齐标准动作序列和测试动作序列,计算距离,并考虑不同关节角度的权重分配,得出综合评分。 ### 三、姿态估计与数据预处理 - **姿态估计**:使用MediaPipe Pose模型处理输入视频,得到每帧的关键点坐标。 - **数据预处理**: - 坐标归一化:将坐标归一化到[0,1]范围,以消除不同人体尺寸和拍摄距离的影响。 - 序列处理:将连续帧的关键点坐标组成时间序列,每个时间步包含33个关键点的三维坐标(共99维)。 - 数据增强:通过旋转、平移、缩放等操作增加数据多样性,提高模型鲁棒性。 ### 四、动作识别模型(LSTM) - **模型结构**:使用多层LSTM网络,最后接全连接层和Softmax分类器。 - 输入:时间序列数据(每个时间步99维特征)。 - LSTM层:可以捕捉动作的时序依赖关系。 - 输出层:输出每个动作类别的概率。 - **训练**:使用交叉熵损失函数,优化器如Adam。 ### 五、动作评分方法 1. **动态时间规整(DTW)**: - 计算测试动作序列与标准动作序列(由专家演示)之间的最小距离。距离计算通常使用欧氏距离或曼哈顿距离。 - 公式:设标准动作序列为$S = [s_1, s_2, \dots, s_m]$,测试动作序列为$T = [t_1, t_2, \dots, t_n]$,则DTW距离$D(m,n)$为: $$ D(i,j) = d(s_i,t_j) + \min \begin{cases} D(i-1,j) \\ D(i,j-1) \\ D(i-1,j-1) \end{cases} $$ 其中$d(s_i,t_j)$是点$s_i$和$t_j$之间的距离(如欧氏距离)。 2. **关节角度权重分配**: - 在武术动作中,不同关节的重要性不同(例如,腿部动作在踢腿动作中比手部更重要)。因此,需要为不同关节角度分配不同的权重。 - 计算关节角度:利用关键点坐标计算关键关节的角度(如肘关节、膝关节等)。 - 权重分配方法:根据动作类型,由专家经验或通过统计方法(如熵权法)确定各关节角度的权重$w_k$($k$为关节索引)。 - 加权DTW:在计算DTW距离时,对每个关键点的距离乘以相应的权重,然后求和。 3. **评分转换**: - 将DTW距离转换为分数(例如0-100分),距离越小分数越高。转换函数可以是线性或非线性的,例如: $$ \text{score} = 100 \times e^{-\alpha \cdot \text{DTW}_{\text{weighted}}} $$ 其中$\alpha$是一个调整参数。 ### 六、实验与结果 - **数据集**:收集武术动作视频数据集,包含多个动作类别(如冲拳、踢腿等),每个动作由多人多次演示。 - **实验设置**:划分训练集和测试集,评估动作识别的准确率,以及评分系统的合理性(如与专家评分的一致性)。 - **评价指标**: - 动作识别:准确率、召回率、F1值。 - 动作评分:与专家评分的皮尔逊相关系数、均方根误差(RMSE)。 ### 七、结论与展望 - 总结:本文提出的系统能够有效识别武术动作并进行评分。 - 未来工作:引入注意力机制改进LSTM模型,考虑三维空间信息,扩展到其他体育动作等。 ### 八、参考文献 (按论文格式要求列出) ### 关键实现代码示例(伪代码) ```python # 使用MediaPipe提取关键点 import mediapipe as mp mp_pose = mp.solutions.pose def extract_keypoints(video_path): cap = cv2.VideoCapture(video_path) keypoint_sequences = [] with mp_pose.Pose() as pose: while cap.isOpened(): success, image = cap.read() if not success: break results = pose.process(image) if results.pose_landmarks: keypoints = [] for landmark in results.pose_landmarks.landmark: keypoints.extend([landmark.x, landmark.y, landmark.z]) # 共99维 keypoint_sequences.append(keypoints) return keypoint_sequences # LSTM模型(使用TensorFlow/Keras) from tensorflow.keras.models import Sequential from tensorflow.keras.layers import LSTM, Dense model = Sequential() model.add(LSTM(128, return_sequences=True, input_shape=(None, 99))) model.add(LSTM(64)) model.add(Dense(num_classes, activation='softmax')) model.compile(optimizer='adam', loss='categorical_crossentropy', metrics=['accuracy']) # DTW评分(带权重) from dtaidistance import dtw import numpy as np def weighted_dtw_distance(seq1, seq2, weights): # seq1和seq2都是二维数组(时间步×特征),假设特征已经按关节分组(每个关节3维,共33个关节) # weights: 长度为33的权重向量 n_joints = 33 total_distance = 0 for j in range(n_joints): # 提取每个关节的三维坐标(在特征中的索引为j*3: j*3+3) joint_seq1 = seq1[:, j*3:(j+1)*3] joint_seq2 = seq2[:, j*3:(j+1)*3] d = dtw.distance_fast(joint_seq1, joint_seq2) # 计算该关节的DTW距离 total_distance += weights[j] * d return total_distance ``` §§相关问题§§ 1. MediaPipe Pose模型提取的关键点坐标如何归一化? 2. 如何为不同武术动作的关节角度分配权重? 3. 动态时间规整(DTW)在动作评分中的具体实现步骤是什么? 4. LSTM模型在训练时如何防止过拟合? 5. 如何评估武术动作评分系统的性能?</think>### 基于MediaPipe和LSTM的武术动作识别与评分系统设计 #### 1. **总体架构设计** 系统分为三个核心模块: ```mermaid graph LR A[视频输入] --> B[MediaPipe姿态估计] B --> C[LSTM动作识别] B --> D[DTW动作评分] C --> E[动作分类结果] D --> F[评分结果] ``` #### 2. **动作检测模块(MediaPipe)** - **关键点提取**:使用MediaPipe Pose模型实时获取33个关节点$ (x,y,z) $坐标 - **数据预处理**: - 坐标归一化:$ \hat{x}_i = \frac{x_i - \mu_x}{\sigma_x} $ - 骨骼向量计算:$ \vec{v}_{ij} = (x_j - x_i, y_j - y_i, z_j - z_i) $ - 时序对齐:动态时间规整(DTW)预处理[^1] #### 3. **LSTM动作识别模型** - **网络结构**: ```python model = Sequential([ LSTM(128, input_shape=(30, 99)), # 30帧×33关节点×3坐标 Dropout(0.3), Dense(64, activation='relu'), Dense(len(ACTION_CLASSES), activation='softmax') ]) ``` - **特征工程**: - 关节角度计算:$ \theta = \cos^{-1}\left( \frac{\vec{a} \cdot \vec{b}}{|\vec{a}| |\vec{b}|} \right) $ - 相对位移特征:$ \Delta p_t = p_t - p_{t-1} $ - 运动速度特征:$ v_t = \frac{\Delta p_t}{\Delta t} $ #### 4. **DTW评分与权重分配** - **动态时间规整评分**: $$ \text{Score} = 100 \times e^{-\alpha \cdot D_{\text{DTW}}(S_{\text{ref}}, S_{\text{test}})} $$ 其中$ D_{\text{DTW}} $是标准动作与测试动作的最小弯曲路径距离 - **关节权重分配**: - 熵权法确定权重:$ w_j = \frac{1 - E_j}{\sum (1 - E_k)} $ - 关键关节(如膝关节、肘关节)赋予更高权重 - 权重动态调整机制:$ w_j' = w_j \times \frac{\theta_{\text{curr}}}{\theta_{\text{ref}}} $ #### 5. **系统创新点** 1. **多模态融合**:结合空间坐标+关节角度+运动速度特征 2. **注意力增强LSTM**:在关键动作帧增加时间注意力权重 3. **自适应评分**: - 基于选手体型调整期望角度范围 - 考虑动作连贯性惩罚因子$ \beta $ #### 6. **实验设计建议** - **数据集**:收集武术套路视频(如长拳、太极拳)并标注 - **评估指标**: - 识别准确率:$ \text{Acc} = \frac{\text{TP}+\text{TN}}{N} $ - 评分一致性:Pearson相关系数$ \rho $ - **对比实验**: - 与OpenPose等姿态估计模型对比 - 与传统评分方法(如裁判打分)相关性分析 #### 7. **论文结构建议** 1. 引言(武术自动评分研究背景) 2. 相关工作(MediaPipe/LSTM在动作识别中的应用) 3. 系统架构(含数据处理流程图) 4. 核心算法(LSTM+DTW+权重分配) 5. 实验分析(对比实验/消融实验) 6. 应用场景(武术教学/竞赛辅助) 7. 结论与展望 [^1]: Zhou Y, et al. 基于动态时间规整的动作质量评价方法. 计算机学报, 2021.
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