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運動解析用 自動デジタイジングシステム

Dec 31, 2015

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運動解析用 自動デジタイジングシステム.           太屋岡研究室    垰畑 陽平. モーションキャプチャ. モーションキャプチャ. ( b )デジタイジング      画像. ( a )原画像. 背景. 屋内. 屋内. デジタイジングとは 各関節を検出し データを得ること. 屋外. 手動 デジタイジング. ( c )運動解析. 図 1  運動解析の説明. デジタイジング. ① 被験者の検出. ② デジタイジング. ( b )デジタイジング      画像. ( a )原画像. 目的. デジタイジング の自動化 - PowerPoint PPT Presentation
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Page 1: 運動解析用 自動デジタイジングシステム

運動解析用自動デジタイジングシステム

          太屋岡研究室   垰畑 陽

Page 2: 運動解析用 自動デジタイジングシステム

屋内

背景背景

デジタイジングとは各関節を検出しデータを得ること

モーションキャプチャ

( c )運動解析

図 1 運動解析の説明

屋外手動デジタイ

ジング

( a )原画像 ( b )デジタイジング     画像

モーションキャプチャ

屋内

Page 3: 運動解析用 自動デジタイジングシステム

目的目的

• デジタイジングの自動化• 屋外の運動解析の負担軽減

デジタイジング

( a )原画像

① 被験者の検出② デジタイジング

( b )デジタイジング     画像

自動化

Page 4: 運動解析用 自動デジタイジングシステム

システム構成システム構成

図 2 システム構成

取り込み

(a) 解析対象

撮影

(b) CCD-CAP (撮影) (c) PC (画像処理)

OS:TurboLinux10言語: C 言語API:Video4Linux

Page 5: 運動解析用 自動デジタイジングシステム

準備(二値化処理)準備(二値化処理)

(b) グレースケール画像 (0 ~ 255)

(c) 二値化画像{白 (255) ,黒(0) }

(a) カラー画像 (RGB)

二値化

図 3 二値化処理結果

グレースケール化

Y = 0.299R+ 0.587G+ 0.114B

しきい値 127

(1)

式 (1)

Page 6: 運動解析用 自動デジタイジングシステム

被験者位置検出の準備(背景除去①)被験者位置検出の準備(背景除去①)

差分255

0 255

(a) 移動前

255

0255

(b) 移動後

0

255-255

(c) 差分後

255

0 0

(d) 出力結果

出力

図 4 背景除去原理①

:被験者(移動物体)

Page 7: 運動解析用 自動デジタイジングシステム

背景除去②背景除去②

差分

255

0

255

0

(a) 左

(b) 真ん中

255

0

(d) 左と真中の差分

(c) 右

(e) 全箇所の差分

255

00

0

255

0 0

図 5 背景除去原理②

255

0

(c) 右

差分

Page 8: 運動解析用 自動デジタイジングシステム

背景除去結果背景除去結果

対象物

図 6 背景除去結果(a) 二値化画像(除去用画像) (b) 除去結果

二値化

差分

(a) カラー画像左 真ん中 右

左 真ん中 右

Page 9: 運動解析用 自動デジタイジングシステム

被験者位置検出(テンプレートマッチング)被験者位置検出(テンプレートマッチング)

b

a

b

a

b

a

dttgdttf

dttgtfr

22 ˆˆ

ˆˆ

 相関係数:r  → 2 つのデータ列の間の相関(類似性の度合

い)を示    す統計学的指標 

(2)

• テンプレート画像と観測画像とを照らし合わせ一致箇所を検出する

• 相関係数が大きいほど一致度が高い

(a)テンプレート(b)観測画像 (c) 実験結果

)ˆ( fff )ˆ( ggg

Page 10: 運動解析用 自動デジタイジングシステム

テンプレートマッチング結果テンプレートマッチング結果

図7 テンプレートマッチング原理と結果(c) 実験結果( N=70 )(a) 原理

(b) 実験結果( N=50 )

:検出:検出

:相関係数が 2 位以降の座標点:最大相関係数となる座標点

N :相関係数の順位

N = 1

N = 2N = 3

左 真ん中 右

Page 11: 運動解析用 自動デジタイジングシステム

座標を用いたテンプレートマッチング座標を用いたテンプレートマッチング

図 8 座標を用いたテンプレートマッチング原理と結果

(b)実験結果(a)原理

L/2

:検出:検出

:相関係数が 2 位以降の座標点:最大相関係数となる座標点

X > L/2 なら検出

X < L/2 なら無視

Page 12: 運動解析用 自動デジタイジングシステム

まとめと今後の課題まとめと今後の課題

<まとめ>• 対象が重ならない場合は

背景除去とテンプレートマッチングにより対象物の位置検出ができた

<課題>• 対象物が重なる場合の背景除去• 背景の除去し残し• 正方形のテンプレート画像でしか行えない• 被験者を検出した画像を用いて

関節の抽出