Upload
buckminster-allen
View
39
Download
0
Embed Size (px)
DESCRIPTION
VIII Dolnośląski Festiwal Nauki Wrocław 2005. Identyfikacja ruchu postaci. Analiza możliwości, metody, algorytmy. Damian Majchrzak – VIII Dolnośląski Festiwal Nauki Wrocław 2005. Identyfikacja ruchu postaci. Analiza możliwości, metody, algorytmy. Cel prowadzonych badań Kontekst pracy - PowerPoint PPT Presentation
Citation preview
VIII Dolnośląski Festiwal Nauki Wrocław 2005
Identyfikacja ruchu postaci. Analiza
możliwości, metody, algorytmy.
Damian Majchrzak – VIII Dolnośląski Festiwal Nauki Wrocław 2005
Identyfikacja ruchu postaci. Analiza możliwości, metody, algorytmy.
1. Cel prowadzonych badań
2. Kontekst pracy• Biometria• Rejestracja ruchu3. Metody4. Program5. Wyniki
Identyfikacja ruchu postaci. Analiza możliwości, metody, algorytmy.1. Cel prowadzonych badań Stworzenie nowych i udoskonalenie już istniejących metod i technik biometrycznych, Zaprojektowanie i zbudowanie systemów masowej identyfikacji osób poprzez ruch, Poprawa bezpieczeństwa publicznego, Medycyna
• Pomoc w diagnozie (choroba Parkinsona, stwardnienie rozsiane),• Pełna kontrola procesu rehabilitacji,
Sport (poprawienie wyników sportowych).
Identyfikacja ruchu postaci. Analiza możliwości, metody, algorytmy.2. Kontekst pracy• Biometria (nauka o prawach
rządzących zmiennością cech populacji i organizmów żywych, oparta na metodach i twierdzeniach statystyki matematycznej)
– biometria fizyczno-biologiczną analizująca fizyczne i biologiczne cechy osobnika w celu identyfikacji (termogram, odciski palców, rozpoznawanie twarzy, cechy tęczówki, cechy siatkówki, geometria dłoni),
– biometria behavioralna analizująca sposób i cechy zachowania się danego osobnika (parametry głosu, wzór podpisu, dynamika i sposób nacisku klawiszy, sposób poruszania się).
Identyfikacja ruchu postaci. Analiza możliwości, metody, algorytmy.• Rejestracja ruchu
– Video
Zalety• Zalety
Możliwość powszechnego, zastosowania, Łatwość obsługi, Cena
• WadySkomplikowana obróbka graficzna,Wrażliwość na zakłócenia atmosferyczne,Krój ubioru może uniemożliwić, identyfikację.
Identyfikacja ruchu postaci. Analiza możliwości, metody, algorytmy.• Rejestracja ruchu
– Motion Capture
Zalety• Zalety
Możliwość bardzo dokładnej rejestracji ruchu,Prosty standard zapisu informacji (.BVA, BVH…),
• WadySkomplikowany system rejestracji ruchu, Brak możliwości szerszego zastosowania, Cena.
Identyfikacja ruchu postaci. Analiza możliwości, metody, algorytmy.3. Metody
•Metody Bazujące na Parametrach Fizycznych
•Metody Spatio-Temporal
•Metody Bazujące na Modelach
•Metody Statystyczne
•Połączenie Rozpoznawania Poprzez Ruch z Innymi Metodami Biometrycznymi
Identyfikacja ruchu postaci. Analiza możliwości, metody, algorytmy.
Punkty charakterystyczne stopy według R.B Kennedy 'ego
•Metody Bazujące na Parametrach Fizycznych
•3000 osób•6000 odcisków•38 cech•5mm margines•Żadnej pomyłki
Identyfikacja ruchu postaci. Analiza możliwości, metody, algorytmy.
Punkty charakterystyczne stopy według Nikajimy
•Metody Bazujące na Parametrach Fizycznych
•10 osób•11 pomiarów•86,55% poprawnych przyporządkowań
Identyfikacja ruchu postaci. Analiza możliwości, metody, algorytmy.
•Metody Bazujące na Parametrach Fizycznych
Przykład systemu rozpoznawania osoby poprzez
badanie odcisków stóp
Główna aplikacja
Mata z czujnikami dotyku
Widok ogólny
Identyfikacja ruchu postaci. Analiza możliwości, metody, algorytmy.
•Metody Spatio-Temporal
Sześcian XYT sekwencji Video
Odseparowanie postaci oraz wzoru ruchu kolana z tła
Identyfikacja ruchu postaci. Analiza możliwości, metody, algorytmy.
•Metody Spatio-Temporal
•Utworzenie modelu uproszczonego człowieka• Wyodrębnienie sygnału rotacji uda•Wyodrębnienie sygnału rotacji podudzia
Identyfikacja ruchu postaci. Analiza możliwości, metody, algorytmy.
•Metody Spatio-Temporal
Różnice w sygnale rotacji uda i podudzia dla pięciu różnych osób
Powierzchnie wyznaczone poprzezlinie wykreślone przez górne partie ciała i lewą nogę (po lewej) oraz wyznaczone przez górne części ciała i obie kończyny dolne
Identyfikacja ruchu postaci. Analiza możliwości, metody, algorytmy.• Model wynikający
z .BVH
Identyfikacja ruchu postaci. Analiza możliwości, metody, algorytmy.• Double pendulum
•Ruch człowieka jest symetryczny i okresowy(chód i bieg)•Wahadłowy model ruchu
Identyfikacja ruchu postaci. Analiza możliwości, metody, algorytmy.• Widmo amplitudowo-fazowe
Widmo amplitudowo-fazowe sygnału ruchu jest charakterystyczne dla każdego człowieka
Identyfikacja ruchu postaci. Analiza możliwości, metody, algorytmy.• Metody bazujące na modelach
Wyniki uzyskane przez Yam'a w procesie identyfikacji człowiekapoprzez ruch przy zastosowaniu wahadłowego modelu ruchu
Identyfikacja ruchu postaci. Analiza możliwości, metody, algorytmy.4. Program
Przeglądarka BVH Analiza sygnału
Identyfikacja ruchu postaci. Analiza możliwości, metody, algorytmy.5. Wyniki
Podobieństwo sygnałów oparte o wartości skuteczne 30 harmonicznych widna sygnałów rotacji
Identyfikacja ruchu postaci. Analiza możliwości, metody, algorytmy.
200
300
400
500
600
700
800
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
2200200
250
300
350
400
450
500
550
600
650
700
Pierwsza harmoniczna rotacji X udaPierwsza harmoniczna rotacji X podudzia
Dru
ga h
arm
onic
zna r
ota
cji
X u
da
armout.bvh( Right hip )babysteps.bvh( Right hip )balancebeam.bvh( Right hip )bent.bvh( Right hip )bouncy.bvh( Right hip )cowboy.bvh( Right hip )funky.bvh( Right hip )heeltoe.bvh( Right hip )kneeimpact.bvh( Right hip )kneemid.bvh( Right hip )kneeswing.bvh( Right hip )longstride.bvh( Right hip )monster.bvh( Right hip )pelvisdisplace.bvh( Right hip )pelvissway.bvh( Right hip )pelvisswing.bvh( Right hip )saunter.bvh( Right hip )standard.bvh( Right hip )
Analiza własności widma amplitudowego rotacji uda i podudzia.
Identyfikacja ruchu postaci. Analiza możliwości, metody, algorytmy.
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
0
1000
2000
3000
4000
50000
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
Koszt dostosowania sygnalu rotacji XKoszt dostosowania sygnalu rotacji Y
Kos
zt d
osto
sow
ania
syg
nalu
rot
acji
Z
Koszt dostosowania sygnalow rotacji XYZ metoda DTW do sygnalu armout.bvh
babysteps.bvh( Right hip )balancebeam.bvh( Right hip )bent.bvh( Right hip )bouncy.bvh( Right hip )cowboy.bvh( Right hip )funky.bvh( Right hip )heeltoe.bvh( Right hip )kneeimpact.bvh( Right hip )kneemid.bvh( Right hip )kneeswing.bvh( Right hip )longstride.bvh( Right hip )monster.bvh( Right hip )pelvisdisplace.bvh( Right hip )pelvissway.bvh( Right hip )pelvisswing.bvh( Right hip )saunter.bvh( Right hip )standard.bvh( Right hip )
Koszt dostosowania sygnałów rotacji XYZ metoda DTW do sygnału armout.bvh
Identyfikacja ruchu postaci. Analiza możliwości, metody, algorytmy.
Koszt dostosowania okresów sygnałów rotacji XYZ metoda DTW do okresu sygnału armout.bvh
0
100
200
300
400
500
600
0
100
200
300
400
500
6000
100
200
300
400
500
600
700
Koszt dostosowania okresu sygnalu rotacji XKoszt dostosowania okresu sygnalu rotacji Y
Kos
zt d
osto
sow
ania
okr
esu
sygn
alu
rota
cji Z
Koszt dostosowania okresów sygnalow rotacji XYZ metoda DTW do okresu sygnalu armout.bvh
babysteps.bvh( Right hip )balancebeam.bvh( Right hip )bent.bvh( Right hip )bouncy.bvh( Right hip )cowboy.bvh( Right hip )funky.bvh( Right hip )heeltoe.bvh( Right hip )kneeimpact.bvh( Right hip )kneemid.bvh( Right hip )kneeswing.bvh( Right hip )longstride.bvh( Right hip )monster.bvh( Right hip )pelvisdisplace.bvh( Right hip )pelvissway.bvh( Right hip )pelvisswing.bvh( Right hip )saunter.bvh( Right hip )standard.bvh( Right hip )
Identyfikacja ruchu postaci. Analiza możliwości, metody, algorytmy.
Dziękuję za uwagę !!!