JP4257421B2 - Motion body motion data segmentation processing device. - Google Patents

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Description

本発明は、複数の独立した運動自由度を有する動作体、例えば、人間、動物などの動作体の運動を時系列に計測したデータを時間的に分節化する情報処理を行う動作体運動データ分節処理装置に関するものである。   The present invention is a motion body motion data segment that performs information processing for temporally segmenting data obtained by measuring time-series motions of motion bodies having a plurality of independent motion degrees, such as humans and animals. The present invention relates to a processing apparatus.

従来において、動作体の運動を表す時系列データの時間分節化の処理方法には、次のような処理方法がある。なお、ここでの動作体としては、人体や動物の身体ないしは非生物の物体などが対象となる。さらにコンピュータグラフィックスで映像化される仮想的な物体も対象となる。また動作体は単数の場合も複数の場合もある。   Conventionally, there are the following processing methods for the time segmentation processing method of the time series data representing the motion of the moving body. Note that the moving body here is a human body, an animal body, or a non-living object. Furthermore, virtual objects that are visualized by computer graphics are also targeted. Further, there may be a single operating body or a plurality of operating bodies.

(1)等時間間隔での動作体運動分節化法:
この方法は、時系列動作体運動時系列データの内容に関わらず分節の長さが一定の時間間隔になるように分節化する方法である。具体的には、等時間間隔でのストロボ写真撮影による動作体運動の連続写真撮影法や、撮像時間頻度を少なくした監視カメラによる動画撮影法がある。通常の高撮像時間頻度での連続動画撮影に比べ、動作のデータが少なくなり、動作情報の分析、検索、および保存に有利になる場合に用いられる。
(1) Motion motion segmentation method at equal time intervals:
This method is a method of segmenting so that the length of the segment becomes a constant time interval regardless of the contents of the time-series motion body motion time-series data. Specifically, there are a continuous photography method of motion of a moving body by photographing a strobe at regular time intervals, and a moving image photography method using a surveillance camera with a low imaging time frequency. It is used when motion data is less than in continuous moving image capturing at a normal high imaging time frequency, which is advantageous for analysis, search, and storage of motion information.

(2)トリガ条件による動作体運動分節化法:
この方法は、撮影対象の状況が特定の条件(トリガ条件)を満たした場合のみ、動作体運動の写真ないし動画を撮影ないし記録することで、時間分節化された動作体運動時系列データを得る方法である。例えば、非特許文献1に示されるように、踊りの音楽の拍子のタイミングで、踊りの動作体運動時系列データを分節化する方法などがある。
(2) Motion motion segmentation method based on trigger conditions:
This method obtains time-segmented motion body motion time-series data by capturing or recording a motion body motion picture or video only when the situation of the photographing target satisfies a specific condition (trigger condition). Is the method. For example, as shown in Non-Patent Document 1, there is a method of segmenting dance motion body motion time-series data at the timing of the dance music.

(3)動作体運動の速度または運動エネルギーに基づく動作体運動分節化法:
この方法は、撮影対象の動作体の全身または一部の運動の速度または運動エネルギーを計測し、その運動エネルギーが特定の閾値以下である時点を、動作の分節点と判定し、動作体運動時系列データを分節化する方法である。例えば、非特許文献2に示されるように、人体の腕と足の特定位置の変位を時系列に計測したデータに対して、当該特定位置の速度を計算し、速度の絶対値の和が一定の閾値より小さい場合に、動作の分節をみなす方法がある。
白鳥貴亮,中澤篤志,池内克史,“楽音のリズムを考慮した舞踊動作の解析”,第21回日本ロボット学会学術講演会講演論文集,2003年 中澤,中岡,池内,“モーションキャプチャデータからの舞踊動作プリミティブの抽出”,第19回日本ロボット学会学術講演会予稿集,2001年
(3) Motion motion segmentation method based on motion motion speed or kinetic energy:
This method measures the speed or kinetic energy of the whole body or a part of the moving body of the subject to be imaged, determines the time point when the kinetic energy is below a specific threshold as the motion segment, This is a method for segmenting series data. For example, as shown in Non-Patent Document 2, the speed of the specific position is calculated for data obtained by measuring the displacement of the specific position of the human arm and foot in time series, and the sum of absolute values of the speed is constant. There is a method of considering a segment of motion when the threshold value is smaller than.
Takaaki Shiratori, Atsushi Nakazawa, Katsushi Ikeuchi, “Analysis of Dance Movement Considering Rhythm of Rhythm”, Proceedings of the 21st Annual Conference of the Robotics Society of Japan, 2003 Nakazawa, Nakaoka, Ikeuchi, “Extraction of dance motion primitives from motion capture data”, Proceedings of the 19th Annual Conference of the Robotics Society of Japan, 2001

ところで、従来における動作体運動分節化法には、次のような解決されるべき問題点が残っている。すなわち、動作体運動のデータの時間的な分節化における従来の動作体運動分節化法が抱える以下の問題点である。   By the way, the conventional motion body motion segmentation method still has the following problems to be solved. That is, there are the following problems in the conventional motion body motion segmentation method in temporal segmentation of motion body motion data.

(1)等時間間隔での動作体運動分節化法は、運動の状況に関係なく分節化を行う。このため、時間間隔が細かすぎると、本来ならば一連の動作と解釈すべき部分を分断する恐れがある。逆に時間間隔が長すぎると、動作が激しく変化している部分であっても一まとまりの動作分節と解釈し、本来、行うべき分節化を行わない可能性が増える。 (1) The motion body motion segmentation method at equal time intervals performs segmentation regardless of the state of motion. For this reason, if the time interval is too small, there is a risk of dividing a portion that should be interpreted as a series of operations. On the other hand, if the time interval is too long, even a portion in which the operation changes drastically is interpreted as a group of operation segments, and the possibility that the segmentation that should be performed is not performed increases.

(2)トリガ条件による動作体運動分節化法は、トリガ条件が動作体運動の内容に無関係であると、等時間間隔での動作体運動分節化法と同様の欠点を持つ。トリガ条件を動作体運動の内容に応じて設定する方法が考えられるが、動作体運動を適切に分節化するトリガ条件の定め方として、広く適応可能で定量的な指針は、現在のところ提示されていない。このため、トリガ条件の適切な設定は困難である。 (2) The motion body motion segmentation method based on the trigger condition has the same disadvantages as the motion body motion segmentation method at equal time intervals if the trigger condition is irrelevant to the content of the motion body motion. Although the method of setting the trigger condition according to the contents of the motion of the motion body can be considered, a widely adaptable and quantitative guideline is currently presented as a method of determining the trigger condition for appropriately segmenting the motion of the motion body. Not. For this reason, it is difficult to appropriately set the trigger condition.

(3)動作体運動の速度または運動エネルギーの大小に応じた動作体運動分節化法は、動作体運動が遅くまたは全体的動作ではない場合に問題が生じる。例えば、1体の人間身体の運動の分節化を行う場合において考えると、一般的には、手作業など体の一部分のみによる動作では運動エネルギーと運動速度は小さく、歩行など全身的な動作の場合では運動エネルギーと運動速度は大きい。このため、この方法では、全身的動作のデータは分節化されにくく、手作業動作のデータは過度に分節化されやすいという欠点がある。 (3) The motion body motion segmentation method according to the speed of motion body motion or the magnitude of kinetic energy causes a problem when the motion body motion is slow or not an overall motion. For example, in the case of segmentation of movement of one human body, generally, kinetic energy and movement speed are small for movement by only a part of the body such as manual work, and in case of whole body movement such as walking Then kinetic energy and speed are large. For this reason, this method has a drawback that data of whole body movement is not easily segmented, and data of manual movement is easily segmented.

また、動作体が静止していなくとも、動作体運動の特徴が大きく変わる場合は、動作の分節と見なすべきである。しかしながら、この方法では動作体が静止していない場合は、動作が分節化されにくいという欠点がある。   Even if the moving body is not stationary, it should be regarded as a segment of movement if the characteristics of the moving body motion change greatly. However, this method has a drawback that the movement is difficult to be segmented when the moving body is not stationary.

本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、複数の独立した運動自由度を有する動作体、例えば、人間、動物などの動作体の運動を時系列に計測したデータを時間的に分節化する情報処理を行う動作体運動データ分節処理装置を提供することにある。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to perform the motion of a motion body having a plurality of independent degrees of freedom of motion, for example, a motion body such as a human being or an animal. An object of the present invention is to provide a motion body motion data segmentation processing apparatus that performs information processing for segmenting data measured in time series in terms of time.

上記の目的を達成するため、本発明の動作体運動データ分節処理装置においては、基本的な構成として、動作体の複数の部位の運動に関する変位、速度、加速度、関節角度、関節角速度、関節角加速度など力学的な特徴量同士の相関関係の時間的変化に基づいて、動作データの時間的分節化を行う構成を備えるものとする。つまり、動作体運動データ分節処理装置は、動作体の複数の部位の位置、速度、または加速度の時系列データを入力し、各データの間に生じる動作の相関関係に関する特徴量を算出し、算出した特徴量の分布を時間的にクラスタ化することによって、動作の時間的な分節するタイミング位置を判定し、時系列データを分節する。   In order to achieve the above object, in the motion body motion data segmentation processing apparatus of the present invention, as a basic configuration, displacement, speed, acceleration, joint angle, joint angular velocity, joint angle related to motion of a plurality of parts of the motion body It is assumed that a configuration for temporally segmenting motion data is provided based on temporal changes in correlation between dynamic feature quantities such as acceleration. In other words, the motion body motion data segmentation processing device inputs time series data of positions, velocities, or accelerations of a plurality of parts of the motion body, calculates feature quantities related to the correlation of motion generated between the data, and calculates By clustering the distribution of the feature amount, the timing position at which the motion is segmented is determined, and the time-series data is segmented.

一般に人間および動物の動作体運動の制御は、動作体の多数の筋肉に対して少数の動作指令を分配することでなされている。したがって、動作制御の切り替えは、動作指令の波形の変化および動作指令の分配方式の変化として観測され得る。   In general, the motion of human and animal motions is controlled by distributing a small number of motion commands to the many muscles of the motion. Therefore, the switching of the operation control can be observed as a change in the waveform of the operation command and a change in the distribution method of the operation command.

従来における動作体運動分節化法の手法の多くは、動作指令の波形の変化を観測していたが、動作指令の分配方式の変化を明示的に観測の対象としてはいない。   Many of the conventional motion body segmentation methods observe changes in the waveform of the motion command, but do not explicitly observe changes in the motion command distribution method.

このため、本発明の動作体運動データ分節処理装置においては、動作指令の波形の変化のみならず、動作指令の分配方式の変化も観測し、これらに応じて、動作体運動制御の切り替えを検知し、これを以って動作体運動の時間分節点と判定する。   Therefore, in the motion body motion data segmentation processing device of the present invention, not only the motion command waveform change but also the motion command distribution method change is observed, and motion body motion control switching is detected accordingly. Thus, it is determined as a time node of the motion body movement.

したがって、本発明は第1の形態として、本発明の動作体運動データ分節処理装置が、基本的な構成においては、動作体の運動を計測した時系列データを時間的に分節化する動作体運動データ分節処理装置であって、動作体の少なくとも二つの部位の変位、関節の関節角度、これら物理量の時間微分値、時間積分値の時系列データによって構成される動作体運動時系列データを、入力する動作体運動時系列データ入力手段と、前記動作体運動時系列データの少なくとも2つの構成要素のデータ系列に含まれる少なくとも1つの時点でのデータに応じて、前記構成要素の間の相関の強度を表す指数として定義された指標の部位間動作相関指数を算出する部位間動作相関指数計算手段と、少なくとも2つの時点における部位間動作相関指数の値に応じて動作分節時点を判定する動作分節時点判定手段とを有する。 Therefore, as a first aspect of the present invention, the motion body motion data segmentation processing device according to the present invention has a basic configuration in which motion body motion that temporally segments time-series data obtained by measuring motion of the motion body is provided. Data segmentation processing device that inputs motion body time series data consisting of time series data of displacement of at least two parts of the motion body, joint angles of joints, time differential values of these physical quantities, and time integral values. The motion body motion time series data input means, and at least one time point included in the data series of at least two components of the motion body motion time series data. The inter-part motion correlation index calculating means for calculating the inter-part motion correlation index of the index defined as the index representing the index, and the inter-part motion correlation index value at at least two time points Flip and that having a the operation segment point determination unit determines the operation segment time.

この場合に、本発明の動作体運動データ分節処理装置において、前記動作体運動時系列データ入力手段が入力する動作体運動時系列データは、人間または動物の四肢、頭部、尾部、末端、または関節点の変位についての関節角度、これら物理量の時間微分値、高階時間微分値、時間積分値、高階時間積分値のいずれかによって構成される時系列データであり、また、前記部位間動作相関指数計算手段が算出する部位間動作相関指数は、動作体運動時系列データの少なくとも2つの時点データの、積率相関係数、順位相関係数、内積、当該データ値の重み付き和、または当該データ値の重み付き積を計算し、該計算結果を部位間動作相関指数として出力するものである。   In this case, in the motion body motion data segment processing device of the present invention, the motion body motion time series data input by the motion body motion time series data input means is a human or animal limb, head, tail, end, or The joint angle for the displacement of the joint point, time-series data composed of any one of these physical quantities, the time differential value, the higher-order time differential value, the time integration value, the higher-order time integration value, and the inter-part motion correlation index The inter-part motion correlation index calculated by the calculation means is a product-moment correlation coefficient, rank correlation coefficient, inner product, weighted sum of the data values, or the data of at least two time point data of the motion body motion time series data. A weighted product of values is calculated, and the calculation result is output as an inter-part motion correlation index.

また、本発明の動作体運動データ分節処理装置において、更に、動作体の運動を時系列に計測した動作体運動時系列データの入力に応じて、該データに該データを時間的に分節化した情報を付加した分節情報付き動作体運動時系列データを出力する動作体運動分節化手段と、分節情報付き動作体運動時系列データの少なくとも1つの動作分節の内の、少なくとも1つの時点のデータ内容を抽出したものである動作体運動要約データを出力する動作体運動要約手段とを有することを特徴とする。   Further, in the motion body motion data segmentation processing device of the present invention, the data is temporally segmented into the data according to the input of motion body time series data obtained by measuring motion of the motion body in time series. Action body motion segmentation means for outputting motion body time series data with segment information to which information is added, and data contents of at least one time point in at least one motion segment of motion body time series data with segment information Motion body motion summarizing means for outputting motion body motion summary data obtained by extracting the motion body motion summary data.

また、本発明は第2の形態として、動作体の運動を計測した時系列データを時間的に分節化する処理をコンピュータにより実行させる動作体運動データ分節処理プログラムであって、基本的な処理ステップでは、動作体の少なくとも二つの部位の変位、関節の関節角度、これら物理量の時間微分値、時間積分値の時系列データによって構成される動作体運動時系列データを入力する第1ステップと、前記動作体運動時系列データの少なくとも2つの構成要素のデータ系列に含まれる少なくとも1つの時点でのデータに応じて、前記構成要素の間の相関の強度を表す指数として定義された指標の部位間動作相関指数を算出する第2ステップと、少なくとも2つの時点における部位間動作相関指数の値に応じて動作分節時点を判定する第3ステップとの処理をコンピュータにより実行させる。 Further, the present invention as a second embodiment, an act body movement data segment processing program for executing processing for temporally segmenting the time series data obtained by measuring the motion of the operation member by a computer, the basic process steps Then, a first step of inputting motion body motion time series data constituted by time series data of displacement of at least two parts of the motion body, joint angles of joints, time differential values of these physical quantities, and time integral values; Inter-part movement of an index defined as an index representing the strength of correlation between the constituent elements according to data at at least one time point included in the data series of at least two constituent elements of the motion body movement time series data A second step of calculating a correlation index, and a third step of determining a motion segment time point according to the value of the motion correlation index between parts at at least two time points. Ru is executed by a computer processing with.

この場合に、動作体運動データ分節処理プログラムにおいては、第1ステップにより入力する動作体運動時系列データは、人間または動物の四肢、頭部、尾部、末端、または関節点の変位についての関節角度、これら物理量の時間微分値、高階時間微分値、時間積分値、高階時間積分値のいずれかによって構成される時系列データであり、第2ステップが算出する部位間動作相関指数は、動作体運動時系列データの少なくとも2つの時点データの、積率相関係数、順位相関係数、内積、当該データ値の重み付き和、または当該データ値の重み付き積を計算し、該計算結果を部位間動作相関指数として出力する。   In this case, in the motion body motion data segment processing program, the motion body motion time series data input in the first step is the joint angle for the displacement of the extremities, head, tail, end, or joint point of a human or animal. , Time series data constituted by any one of these time-dependent values, higher-order time-differentiated values, time-integrated values, and higher-order time-integrated values, and the inter-part motion correlation index calculated by the second step is motion body motion Calculate product-moment correlation coefficient, rank correlation coefficient, inner product, weighted sum of the data values, or weighted product of the data values of at least two time points of time-series data, Output as motion correlation index.

また、本発明の第2の形態の動作体運動データ分節処理プログラムにおいては、更に、動作体の運動を時系列に計測した動作体運動時系列データの入力に応じて、該データに該データを時間的に分節化した情報を付加した分節情報付き動作体運動時系列データを出力する第4ステップと、分節情報付き動作体運動時系列データの少なくとも1つの動作分節の内の、少なくとも1つの時点のデータ内容を抽出したものである動作体運動要約データを出力する第5ステップとの処理をコンピュータにより実行させるようにしている。   In the motion body motion data segmentation processing program according to the second aspect of the present invention, the data is further added to the data according to the input of motion body time series data obtained by measuring motion of the motion body in time series. A fourth step of outputting motion body motion time series data with segment information to which information segmented in time is added, and at least one time point of at least one motion segment of motion body motion time series data with segment information The computer is caused to execute the process of the fifth step of outputting the motion body motion summary data that is obtained by extracting the data contents of the above.

本発明の動作体運動データ分節処理装置および動作体運動データ分節処理プログラムによれば、動作体運動時系列データを分節化する処理を行う場合に、時間分節点の設定を、動作体の要素の間に存する運動状況の相関状況に基づいて行うため、運動の時間的なまとまりと分節点を、動作体の運動エネルギーに依存せずに判定できる。さらに、運動状況の相関状況の計算は、動作体の機構や運動要素数を問わず基本的に適用できる。   According to the motion body motion data segment processing apparatus and motion body motion data segment processing program of the present invention, when performing processing for segmenting motion body motion time-series data, the setting of the time segment is set as the element of motion body. Since it performs based on the correlation state of the motion state which exists in between, the temporal unit and the segment of the motion can be determined without depending on the kinetic energy of the moving body. Furthermore, the calculation of the correlation state of the movement situation can be basically applied regardless of the mechanism of the moving body and the number of movement elements.

以下、本発明を実施する場合の一形態について図面を参照して説明する。図1は、本発明による動作体運動データ分節処理装置のシステム構成のハードウェア構成を示す図であり、図2にソフトウエア構成を示している。図1において、100はキーボードおよびマウスからの入力操作を受け付ける入力部、101は例えば数値データ等の入力操作のためのキーボード、102は選択入力操作のためのポインティングデバイスのマウス、103はマイクロプロセッサ(CPU)およびメモリなどと共に制御プログラムを含むシステム装置から構成される演算部、104は例えばディスプレイ装置から構成される表示部、105はハードディスク装置などから構成されるデータベースである。   Hereinafter, an embodiment for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a hardware configuration of a system configuration of a motion object movement data segmentation processing apparatus according to the present invention, and FIG. 2 shows a software configuration. In FIG. 1, 100 is an input unit that receives input operations from a keyboard and mouse, 101 is a keyboard for input operations such as numerical data, 102 is a pointing device mouse for selection input operations, and 103 is a microprocessor ( CPU) and an arithmetic unit composed of a system device including a memory and the like, a display unit composed of a display device, for example, and a database composed of a hard disk device.

図2は、本発明による動作体運動データ分節処理装置のソフトウエア構成の概略を機能ブロックとして示す図である。図2に示すように、動作体運動データ分節処理装置のソフトウエア構成は、動作体運動時系列データ入力処理部202と、部位間動作相関指数計算処理部203と、動作分節時点判定処理部204を主要部として構成される。   FIG. 2 is a diagram showing an outline of the software configuration of the motion object movement data segmentation processing apparatus according to the present invention as functional blocks. As shown in FIG. 2, the software configuration of the motion body motion data segment processing device includes a motion body motion time series data input processing unit 202, an inter-part motion correlation index calculation processing unit 203, and a motion segment time point determination processing unit 204. Is configured as the main part.

動作体運動時系列データ入力処理部202が、動作体運動時系列データ201を入力する処理を行う。動作体運動時系列データ201は、後に詳述するように、動作体の少なくとも二つの部位の変位、関節の関節角度、これら物理量の時間微分値、時間積分値の時系列データによって構成される時系列データである。   The motion body motion time series data input processing unit 202 performs processing for inputting motion body motion time series data 201. The moving body motion time series data 201 is composed of time series data of displacement of at least two parts of the moving body, joint angles of joints, time differential values of these physical quantities, and time integration values, as will be described in detail later. It is series data.

ここでの動作体の運動の時系列データは、例えば、モーションキャプチャーシステムを利用するなどして、予めデータが取得されて作成され、必要な前処理が行われ、データベース105のデータとして格納されているものとする。また、動作体運動時系列データ入力処理部202において、この前処理を含めて入力処理を行うように構成されていても良い。つまり、入力されるデータとしては、センサにより検出される動作体の少なくとも二つの部位の位置データの時系列データから、関節の関節角度、これら物理量の時間微分値、時間積分値の時系列データが生成されるように構成されていても良い。   The time series data of the motion of the moving body here is created by acquiring the data in advance by using, for example, a motion capture system, and performing necessary preprocessing and storing it as data in the database 105. It shall be. Further, the motion body motion time series data input processing unit 202 may be configured to perform input processing including this preprocessing. In other words, as input data, from the time series data of the position data of at least two parts of the moving body detected by the sensor, the joint angle of the joint, the time differential value of these physical quantities, the time series data of the time integral value It may be configured to be generated.

部位間動作相関指数計算処理部203においては、動作体運動時系列データの少なくとも2つの構成要素のデータ系列に含まれる少なくとも1つの時点でのデータに応じて、部位間動作相関指数を算出する処理を行う。そして、算出された結果に応じて、動作分節時点判定処理部204は、少なくともつの時点における部位間動作相関指数の値に応じて動作分節時点を判定する。判定された結果データは、動作分節時点データ205として出力される。必要に応じて、表示部104においてデータ加工されて表示される。 The inter-part motion correlation index calculation processing unit 203 calculates the inter-part motion correlation index according to data at at least one time point included in the data series of at least two components of the motion body motion time series data. I do. Then, according to the calculated result, the motion segment time point determination processing unit 204 determines the motion segment time point according to the value of the inter-part motion correlation index at at least two time points. The determined result data is output as operation segment time point data 205. Data is processed and displayed on the display unit 104 as necessary.

本発明の実施例の理解を容易とするため、動作体の運動を記述した時系列データを時間的に分節化するための最小のシステム構成で実現する場合について具体的に説明する。まず、動作体運動時系列データについて説明する。   In order to facilitate understanding of the embodiment of the present invention, a case where the time series data describing the motion of the moving body is realized with a minimum system configuration for segmenting in time will be specifically described. First, the motion body motion time series data will be described.

図3は、分析の対象となる動作体である人体における観測する対象の部位を説明する図である。これらの部位の各位置の動きのデータは、モーションキャプチャーシステムを利用するなどして動作体の各部位の動作による運動時系列データが取得される。例えば、人体のA〜Kの11箇所のXYZ座標を、60Hzのサンプリングレートにて計測したデータを、動作体運動時系列データとして用いる。本実施例においては、具体的には、動作体運動時系列データのデータサンプル回数は72としている。これをNとする。   FIG. 3 is a diagram for explaining a portion to be observed in a human body that is an operation body to be analyzed. As the movement data of each position of these parts, motion time series data based on the movement of each part of the moving body is obtained by using a motion capture system. For example, data obtained by measuring 11 XYZ coordinates of A to K of the human body at a sampling rate of 60 Hz is used as the motion body motion time series data. In this embodiment, specifically, the number of times of data sampling of the motion body motion time series data is 72. This is N.

図4は、処理対象となる動作体運動時系列データに対応する人体の姿勢を、等時間間隔で抜き出して描画した図である。この図4は、動作体の動作を一定時間間隔のストロボ状連続静止画にて示した図となっている。つまり、図3により示している観測対象の部位A〜Kの位置が黒丸で表現されており、動作体運動時系列データは、そのデータ値を、例えば、アスキーデータないしバイナリデータにより記述されたデータとして、コンピュータのファイルシステムにおけるファイルとして構成されている。   FIG. 4 is a diagram in which the posture of the human body corresponding to the motion body motion time series data to be processed is extracted and drawn at equal time intervals. FIG. 4 shows the operation of the operating body as a strobe-like continuous still image at regular time intervals. That is, the positions of the observation target parts A to K shown in FIG. 3 are represented by black circles, and the motion body motion time-series data is data described by, for example, ASCII data or binary data. As a file in a computer file system.

ここでの処理対象とする動作体運動時系列データ201としては、単体の人体の各部位の運動の時系列データに限らず、他の動作体における動作を分節化する場合においては、その対応の時系列データとする。図5は、計測対象とする道路交通物体の計測部位を示した説明図である。例えば、図5に示すように、交通路上の人間と自動車の重心位置のXYZ座標のデータを、動作体運動時系列データとして用いることもできる。   The motion body motion time series data 201 to be processed here is not limited to the motion time series data of each part of a single human body, and in the case of segmenting motions in other motion bodies, the corresponding Time-series data. FIG. 5 is an explanatory view showing a measurement part of a road traffic object to be measured. For example, as shown in FIG. 5, XYZ coordinate data of the gravity center positions of a person and a car on a traffic road can be used as the motion body motion time series data.

また、動作体運動時系列データ201としては、座標データ以外にも、点の移動速度や加速度などのデータを用いることもできる。ジャイロ計や加速度計を用いて動作を計測する場合は、得られるデータは座標や角度の速度や加速度であることが多い。こうした異なる次元の物理量が混交したデータであってもよい。その場合は、必要に応じて物理量を変換する処理が行われる。   In addition to the coordinate data, the moving body motion time series data 201 may be data such as a point moving speed or acceleration. When measuring a motion using a gyrometer or an accelerometer, the obtained data is often the speed and acceleration of coordinates and angles. Data in which physical quantities of different dimensions are mixed may be used. In that case, a process of converting the physical quantity is performed as necessary.

次に、本発明による動作体運動データ分節処理装置の情報処理について説明する。本実施例ではコンピュータを用いて全ての手段を実現するものとする。図2に示すソフトウェア構成は情報処理の流れを示すブロック図となっている。個々の処理部の詳細について、処理の順序に沿って説明する。   Next, information processing of the motion body motion data segment processing device according to the present invention will be described. In this embodiment, all means are realized using a computer. The software configuration shown in FIG. 2 is a block diagram showing the flow of information processing. Details of each processing unit will be described in the order of processing.

まず、動作体運動時系列データ入力処理部202について説明すると、動作体運動時系列データ入力処理部202は、前述したように、動作体運動時系列データのファイルを入力する処理モジュールである。例えば、一例として、コンピュータのファイルシステムによって実現される。   First, the motion body motion time series data input processing unit 202 will be described. The motion body motion time series data input processing unit 202 is a processing module for inputting a motion body motion time series data file as described above. For example, it is realized by a file system of a computer as an example.

次に、部位間動作相関指数計算処理部203について説明すると、部位間動作相関指数計算処理部203は、入力された動作体運動時系列データ201について、そのデータ要素間に存在する相関関係を表す指数を計算する処理モジュールである。動作体運動時系列データは、離散時間的にサンプリングされたデータであるから、データの形態は時系列の数列データであり、例えば、動作体の各部位の点AのXYZデータの時刻n番目におけるデータは、式(1)に記述されるような3次元ベクトルの形態となる。

Figure 0004257421

本実施例では、動作体運動計測のサンプリング時間は1/60[秒]である。動作体運動時系列データを時間的に微積分の操作を加えたデータを算出して分析に用いることもできる。離散時間サンプリングでの時系列データの時間的な微積分の計算は、データに下記に例示する演算を施すことで、近似的に実現できる。動作体の各部位の例えば点Aについては、次に示す式(2)によって、点Aの座標の時間積分値が求まる。
Figure 0004257421

式(3)によって、点Aの座標の時間微分値、すなわち点Aの移動速度ベクトルが求まる。
Figure 0004257421

式(4)によって、点Aの速度の絶対値が求まる。
Figure 0004257421

式(5)によって、点Aの移動加速度ベクトルが求まる。
Figure 0004257421

式(6)によって、点Aの移動加速度が求まる。
Figure 0004257421

観測した点の間の相対位置ベクトルは、式(7)に記述する位置ベクトルの減算を行うことにより求められる。式(7)では、点Bから点Aに向かう相対位置ベクトルの計算例を示している。
Figure 0004257421

観測した点の間の相対位置ベクトルについても、式(2)〜式(6)を用いて、時間積分および時間微分の計算や速度や加速度の計算を行うことができる。 Next, the inter-part motion correlation index calculation processing unit 203 will be described. The inter-part motion correlation index calculation processing unit 203 represents the correlation existing between the data elements of the input motion body motion time series data 201. A processing module for calculating an index. Since the motion body motion time series data is data sampled in discrete time, the form of the data is time series number data, for example, at the time nth of the XYZ data of the point A of each part of the motion body The data is in the form of a three-dimensional vector as described in equation (1).
Figure 0004257421

In the present embodiment, the sampling time for the motion body motion measurement is 1/60 [second]. It is also possible to calculate data obtained by adding a calculus operation to the moving body motion time series data in time and use it for analysis. Calculation of temporal calculus of time-series data in discrete time sampling can be realized approximately by performing the operation exemplified below on the data. For example, for the point A of each part of the operating body, the time integral value of the coordinates of the point A is obtained by the following equation (2).
Figure 0004257421

The time differential value of the coordinates of the point A, that is, the moving speed vector of the point A is obtained by the equation (3).
Figure 0004257421

The absolute value of the velocity at the point A is obtained by the equation (4).
Figure 0004257421

From equation (5), the moving acceleration vector of point A is obtained.
Figure 0004257421

The moving acceleration of the point A is obtained by the equation (6).
Figure 0004257421

The relative position vector between the observed points is obtained by performing subtraction of the position vector described in Expression (7). Equation (7) shows an example of calculating the relative position vector from point B to point A.
Figure 0004257421

With respect to the relative position vector between the observed points, calculation of time integration and time differentiation, and calculation of speed and acceleration can be performed using Expressions (2) to (6).

観測した任意の3点によって構成される角度は、式(8)によって求められる。すなわち、相対位置ベクトルの内積値をベクトルの絶対値で除し、コサイン逆関数を計算によって求められる。式(8)は、点Bにおいて、線分ABと線分BCがなす角度を計算する数式を例示している。

Figure 0004257421

観測した任意の3点によって構成される角度についても、前述したように、式(2)〜(6)のベクトルの計算を行う場合と同様に、時間積分および時間微分の計算や速度や加速度の計算を行うことができる。 The angle formed by the observed arbitrary three points is obtained by Expression (8). That is, the inner product value of the relative position vector is divided by the absolute value of the vector, and the inverse cosine function is obtained by calculation. Expression (8) exemplifies a mathematical formula for calculating an angle formed by the line segment AB and the line segment BC at the point B.
Figure 0004257421

As described above, with respect to the angle formed by the arbitrary three observed points, as in the case of calculating the vectors of Equations (2) to (6), the calculation of time integration and time differentiation, the speed and acceleration Calculations can be made.

以上に説明したそれぞれの計算処理を行うことで、観測した動作体の部位についての座標や速度や加速度などのベクトル値や絶対値を求める。動作体の角度についても同様に角度、角速度、角加速度などを計算して求める。   By performing the respective calculation processes described above, vector values and absolute values such as coordinates, speeds, accelerations, and the like of the observed moving body parts are obtained. Similarly, the angle of the moving body is obtained by calculating the angle, angular velocity, angular acceleration, and the like.

このようにして観測した動作体の部位についての座標や速度や加速度などのベクトル値や絶対値が求められたので、次に、部位間動作相関指数を計算する。具体的に説明する。   Since vector values and absolute values such as coordinates, speeds, accelerations, etc., of the parts of the moving body observed in this way are obtained, the inter-part movement correlation index is calculated. This will be specifically described.

部位間動作相関指数の計算処理では、動作体運動時系列データを構成する2つのデータ系列について、両者の相関の強度を、データ時刻ごとに計算する。動作体運動時系列データのデータ値をそのまま計算に用いることができる。また、前述した式(2)〜式(8)によって求めた時間積分値や時間微分値や角度に変換したデータを用いることもできる。   In the calculation process of the inter-part motion correlation index, the strength of the correlation between the two data series constituting the motion body motion time series data is calculated for each data time. The data value of the motion body motion time series data can be used for the calculation as it is. Further, it is also possible to use data converted into a time integral value, a time differential value, or an angle obtained by the above-described equations (2) to (8).

次に、部位間動作相関指数の計算の対象となるデータ系列をαとβとして、計算処理について数式を参照して説明する。相関の強度を表す指数としては、様々に定義することができる。例えば、次のような指標を用いることができる。式(9)によって、データ系列αとβの、データ時刻n、相関時間遅れdにおける相関指数を求めることができる。これを第1種部位間動作相関指数と呼ぶことにする。

Figure 0004257421

この第1種部位間動作相関指数は計算が簡便であり、また、データの値の大きさを反映した相関指数である。 Next, the calculation process will be described with reference to mathematical expressions, where α and β are data series to be calculated for the inter-part motion correlation index. The index representing the strength of correlation can be variously defined. For example, the following indicators can be used. From equation (9), the correlation index of data series α and β at data time n and correlation time delay d can be obtained. This will be referred to as a first type inter-part motion correlation index.
Figure 0004257421

The first type inter-part motion correlation index is a correlation index that is easy to calculate and reflects the magnitude of the data value.

また、別の相関の強度を表す指数としては、例えば、式(10)に示されるように、データ系列αとβの、データ時刻n、相関時間遅れdにおける相関指数を用いることができる。ここでは、これを第2種部位間動作相関指数と呼ぶことにする。

Figure 0004257421


この第2種部位間動作相関指数は、第1種部位間動作相関指数を正規化したものであって、データの値の大きさに依らない相関指数となっている。 In addition, as an index representing another correlation strength, for example, a correlation index at the data time n and the correlation time delay d of the data series α and β can be used as shown in Expression (10). Here, this will be referred to as a second type inter-part motion correlation index.
Figure 0004257421


The second type inter-part motion correlation index is obtained by normalizing the first type inter-part motion correlation index, and is a correlation index that does not depend on the magnitude of the data value.

また、別の相関の強度を表す指数としては、例えば、式(11)に示されるように、データ系列αとβの、データ時刻n、相関時間遅れdにおける別種の相関指数を用いることができる。ここでは、これを第3種部位間動作相関指数と呼ぶことにする。

Figure 0004257421

但し、式(11)における上線記号はデータ系列の平均を意味する。データ系列の平均を求めるためには、例えば、式(12)に示される計算を行う。式(12)はデータ系列αの平均値を求める場合の計算例である。
Figure 0004257421

したがって、この第3種部位間動作相関指数は、データ系列の直流成分によらない相関係数となっている。 As an index representing another correlation strength, for example, as shown in the equation (11), another type of correlation index of the data series α and β at the data time n and the correlation time delay d can be used. . Here, this will be referred to as a third type inter-part motion correlation index.
Figure 0004257421

However, the overline symbol in equation (11) means the average of the data series. In order to obtain the average of the data series, for example, the calculation shown in Expression (12) is performed. Expression (12) is a calculation example in the case of obtaining the average value of the data series α.
Figure 0004257421

Therefore, the third type inter-part motion correlation index is a correlation coefficient that does not depend on the DC component of the data series.

更に別の相関の強度を表す指数として、例えば、式(13)に示されるように、データ系列αとβの、データ時刻n、相関時間遅れdにおける、別種の相関指数を用いることができる。ここでは、これを第4種部位間動作相関指数と呼ぶことにする。

Figure 0004257421

この第4種部位間動作相関指数は、データの値の大きさおよびデータ系列の直流成分によらない相関係数である。 As another index representing the strength of the correlation, for example, as shown in the equation (13), another type of correlation index of the data series α and β at the data time n and the correlation time delay d can be used. Here, this is referred to as a fourth type inter-part motion correlation index.
Figure 0004257421

The fourth type inter-part motion correlation index is a correlation coefficient that does not depend on the magnitude of the data value and the DC component of the data series.

また、更に別の相関の強度を表す指数として、例えば、式(14)に示されるように、データ系列αとβの、データ時刻n、相関時間遅れdにおける、更に別種の相関指数を用いることができる。ここでは、これを第5種部位間動作相関指数と呼ぶことにする。

Figure 0004257421
Further, as another index indicating the strength of correlation, for example, as shown in the equation (14), another type of correlation index at the data time n and the correlation time delay d of the data series α and β is used. Can do. Here, this will be referred to as a fifth type inter-part motion correlation index.
Figure 0004257421

更に別の相関の強度を表す指数として、例えば、式(15)に示されるように、データ系列αとβの、データ時刻nからn+sまでにおける、相関時間遅れdでの、別種の相関指数を用いることができる。ここでは、これを第6種部位間動作相関指数と呼ぶことにする。第6種部位間動作相関指数は、数学では共分散と呼ばれるものである。

Figure 0004257421

Further, as another index representing the strength of the correlation, for example, as shown in the equation (15), another kind of correlation index of the data series α and β at the correlation time delay d from the data time n to n + s is expressed as follows. Can be used. Here, this is referred to as a sixth type inter-part motion correlation index. The sixth type inter-part motion correlation index is called covariance in mathematics.
Figure 0004257421

更に別の相関の強度を表す指数として、例えば、式(16)に示されるように、データ系列αとβの、データ時刻nからn+sまでにおける、相関時間遅れdでの、別種の相関指数を用いることができる。ここでは、これを第7種部位間動作相関指数と呼ぶこととにする。第7種部位間動作相関指数は、数学では積率相関係数と呼ばれるものである。

Figure 0004257421
As another index representing the strength of another correlation, for example, as shown in Expression (16), another kind of correlation index of the data series α and β at the correlation time delay d from the data time n to n + s is expressed as follows. Can be used. Here, this is referred to as a seventh type inter-part motion correlation index. The seventh type inter-part motion correlation index is called a product moment correlation coefficient in mathematics.
Figure 0004257421

ここでの部位間動作相関指数は、1次元のデータ系列についてだけではなく、多次元のデータ系列に対しても計算できる。例えば、2次元のデータ系列、つまり2つのデータ系列によって構成されるベクトル(α,β)と(γ,δ)との相関指数は、次の式(17)示される演算式によって求められる。この例では、データ時刻nからn+sまで、相関時間遅れdでの相関指数を求めている。ここでは、これを第8種部位間動作相関指数と呼ぶことにする。

Figure 0004257421
The inter-part motion correlation index can be calculated not only for a one-dimensional data series but also for a multi-dimensional data series. For example, the correlation index between the two-dimensional data series, that is, the vectors (α, β) and (γ, δ) constituted by the two data series is obtained by an arithmetic expression represented by the following formula (17). In this example, the correlation index with the correlation time delay d is obtained from the data time n to n + s. Here, this will be referred to as an eighth type inter-part motion correlation index.
Figure 0004257421

同様にして、より高次元のデータ系列についても、データ系列の要素ごとの部位間動作相関指数の積和の値を以って、部位間動作相関指数を定義することもできる。例えば、式(18)によって、データ系列の要素(α,β)と(γ,δ)により、更に別の相関指数を定義することができる。これを第9種部位間動作相関指数と呼ぶこととする。

Figure 0004257421

第9種部位間動作相関指数は、数学的には信号(α,β)と(γ,δ)との内積と呼ばれる。この第9種部位間動作相関指数を部位間動作相関指数として用いることができる。 Similarly, for a higher-dimensional data series, the inter-part motion correlation index can be defined by using the sum of products of the inter-part motion correlation indices for each element of the data series. For example, according to Equation (18), another correlation index can be defined by the elements (α, β) and (γ, δ) of the data series. This is referred to as a ninth type inter-part motion correlation index.
Figure 0004257421

The ninth type inter-part motion correlation index is mathematically called an inner product of signals (α, β) and (γ, δ). The ninth type inter-part motion correlation index can be used as the inter-part motion correlation index.

本実施例の動作体運動データ分節処理装置においては、上記のようなそれぞれの部位間動作相関指数のいずれの部位間動作相関指数も用いることが基本的にできる。また、順位相関係数などの他の相関係数を用いることも基本的にできる。しかし、実用上は、動作体の運動の性質によって、また計算コストを勘案して、分析に適する相関指数を選択することになる。   In the motion body motion data segmentation processing apparatus of the present embodiment, any inter-part motion correlation index of the inter-part motion correlation indices as described above can be basically used. In addition, other correlation coefficients such as a rank correlation coefficient can be basically used. However, in practice, a correlation index suitable for analysis is selected depending on the motion characteristics of the moving body and taking into account the calculation cost.

また、本実施例の動作体運動データ分節処理装置においては、人体の運動のデータを、関節角速度に変換して相関分析を行う。図6は、分析対象の動作体である人体の骨格構造を概略的に説明する図である。   Further, in the motion body motion data segment processing device of the present embodiment, the human body motion data is converted into the joint angular velocity and the correlation analysis is performed. FIG. 6 is a diagram schematically illustrating a skeleton structure of a human body that is an operation object to be analyzed.

人体の運動の全体を把握する目的においては、各関節角度の時系列データが存在すれば充分である。この場合、人体機構の主要な関節角度を相関分析の対象に採用することで、情報処理を効率化することができる。   For the purpose of grasping the entire movement of the human body, it is sufficient that time series data of each joint angle exists. In this case, the information processing efficiency can be improved by adopting the main joint angles of the human body mechanism as the object of the correlation analysis.

部位間動作相関指数計算処理部203は、動作体運動時系列データを参照して、人体機構の主要な関節角度である∠ABC,∠ABD,∠ABF,∠BDE,∠BFG,∠BAH,∠BAJ,∠AHI,∠AJKの各角度の時系列データを、前述した式(8)に準じて計算する。さらに、これら角度データの時間差分を計算することで角速度を算出する。表1は、これらの角速度と角度の変数名と意味する内容をまとめたものである。

Figure 0004257421

The inter-part motion correlation index calculation processing unit 203 refers to the motion body motion time-series data, and the major joint angles of human body mechanisms are ∠ABC, ∠ABD, ∠ABF, ∠BDE, ∠BFG, ∠BAH, ∠ The time series data of each angle of BAJ, ∠AHI, ∠AJK is calculated according to the above-described equation (8). Furthermore, the angular velocity is calculated by calculating the time difference between these angle data. Table 1 summarizes the variable names and meanings of these angular velocities and angles.
Figure 0004257421

本実施例においては、部位間動作相関指数計算処理部203は、これらの角速度データの間に存在する第1種部位間動作相関指数を計算する。もちろん、他種の部位間動作相関指数を用いることもできる。具体的には、次の式(19)〜式(23)によるC1(d)[n]、C2(d)[n]、C3(d)[n]、C4(d)[n]、C5(d)[n]のそれぞれの値を計算する。

C1(d)[n]=N[n]+RS[n]+RE[n+d]+LS[n]+LE[n+d]
+RT[n]+RK[n+d]+LT[n]+LK[n+d] …(19)
C2(d)[n]=N[n]+RS[n+d]+RE[n+2d]+LS[n+d]+LE[n+2d]
+RT[n+2d]+RK[n+3d]+LT[n+2d]+LK[n+3d] …(20)
C3(d)[n]=N[n]+RS[n]+RE[n]+LS[n]+LE[n]
-RT[n+d]-RK[n+d]-LT[n+d]-LK[n+d] …(21)
C4(d)[n]=RS[n]+RE[n]-LS[n+d]-LE[n+d]
+RT[n]+RK[n]-LT[n+d]-LK[n+d] …(22)
C5(d)[n]=RS[n]+RE[n]-LS[n+d]-LE[n+d]
-RT[n+d]-RK[n+d]+LT[n]-LK[n] …(23)
In the present embodiment, the inter-part motion correlation index calculation processing unit 203 calculates a first type inter-part motion correlation index that exists between these angular velocity data. Of course, other types of inter-part motion correlation indices can also be used. Specifically, C1 (d) [n], C2 (d) [n], C3 (d) [n], C4 (d) [n], C5 according to the following equations (19) to (23): (d) Calculate each value of [n].

C1 (d) [n] = N [n] + RS [n] + RE [n + d] + LS [n] + LE [n + d]
+ RT [n] + RK [n + d] + LT [n] + LK [n + d]… (19)
C2 (d) [n] = N [n] + RS [n + d] + RE [n + 2d] + LS [n + d] + LE [n + 2d]
+ RT [n + 2d] + RK [n + 3d] + LT [n + 2d] + LK [n + 3d]… (20)
C3 (d) [n] = N [n] + RS [n] + RE [n] + LS [n] + LE [n]
-RT [n + d] -RK [n + d] -LT [n + d] -LK [n + d]… (21)
C4 (d) [n] = RS [n] + RE [n] -LS [n + d] -LE [n + d]
+ RT [n] + RK [n] -LT [n + d] -LK [n + d]… (22)
C5 (d) [n] = RS [n] + RE [n] -LS [n + d] -LE [n + d]
-RT [n + d] -RK [n + d] + LT [n] -LK [n]… (23)

これら5つの値は、動作体の歩容や制御形態を表す値である。本実施例ではパラメータdとして、−8、−4、−2、−1、0、1、2、4、8の場合、それぞれについて計算することとする。また、d=0の場合だけ計算することでも、動作データの分節化は可能である。   These five values are values representing the gait and control form of the operating body. In this embodiment, the parameter d is calculated for each of -8, -4, -2, -1, 0, 1, 2, 4, and 8, respectively. The operation data can also be segmented by calculating only when d = 0.

よって、5種類のデータについてパラメータdを違えた9種の値を計算するので、45個の部位間動作相関指数が計算される。式(24)は、この部位間動作相関指数CCをベクトル表現したものである。
CC[n] = {C1(-8)[n], C1(-4)[n], C1(-2)[n], C1(-1)[n],
C1(0)[n], C1(1)[n], C1(2)[n], C1(4)[n], C1(8)[n],
C2(-8)[n], C2(-4)[n], C2(-2)[n], C2(-1)[n],
C2(0)[n], C2(1)[n], C2(2)[n], C2(4)[n], C2(8)[n],
C3(-8)[n], C3(-4)[n], C3(-2)[n], C3(-1)[n],
C3(0)[n], C3(1)[n], C3(2)[n], C3(4)[n], C3(8)[n],
C4(-8)[n], C4(-4)[n], C4(-2)[n], C4(-1)[n],
C4(0)[n], C4(1)[n], C4(2)[n], C4(4)[n], C4(8)[n],
C5(-8)[n], C5(-4)[n], C5(-2)[n], C5(-1)[n],
C5(0)[n], C5(1)[n], C5(2)[n], C5(4)[n], C5(8)[n]}
…(24)
Therefore, since nine types of values with different parameters d are calculated for five types of data, 45 inter-part motion correlation indices are calculated. Expression (24) is a vector representation of this inter-part motion correlation index CC.
CC [n] = {C1 (-8) [n], C1 (-4) [n], C1 (-2) [n], C1 (-1) [n],
C1 (0) [n], C1 (1) [n], C1 (2) [n], C1 (4) [n], C1 (8) [n],
C2 (-8) [n], C2 (-4) [n], C2 (-2) [n], C2 (-1) [n],
C2 (0) [n], C2 (1) [n], C2 (2) [n], C2 (4) [n], C2 (8) [n],
C3 (-8) [n], C3 (-4) [n], C3 (-2) [n], C3 (-1) [n],
C3 (0) [n], C3 (1) [n], C3 (2) [n], C3 (4) [n], C3 (8) [n],
C4 (-8) [n], C4 (-4) [n], C4 (-2) [n], C4 (-1) [n],
C4 (0) [n], C4 (1) [n], C4 (2) [n], C4 (4) [n], C4 (8) [n],
C5 (-8) [n], C5 (-4) [n], C5 (-2) [n], C5 (-1) [n],
C5 (0) [n], C5 (1) [n], C5 (2) [n], C5 (4) [n], C5 (8) [n]}
…(twenty four)

図7は、部位間動作相関指数の全要素の絶対値の時間的変遷を示すグラフである。図7では、CC[n]の各要素の絶対値をn=1から72の範囲において表示したグラフとなっている。横軸は時間nである。縦軸にはCCの要素の行を配列し、下部から順にC1(-8)[n]、C1(-4)[n]にはじまり、最上部のC5(8)[n]の行で終わる。各欄の描画の濃度は要素の絶対値に比例して表示されている。部位間動作相関指数計算処理部203は、コンピュータ上にて作動するプログラムとして実現される。つまり、一つの処理モジュールとして構成される。   FIG. 7 is a graph showing temporal transition of absolute values of all elements of the inter-part motion correlation index. FIG. 7 is a graph in which the absolute value of each element of CC [n] is displayed in the range of n = 1 to 72. The horizontal axis is time n. On the vertical axis, CC element rows are arranged, starting from the bottom, starting with C1 (-8) [n], C1 (-4) [n], and ending with the top C5 (8) [n] row . The density of drawing in each column is displayed in proportion to the absolute value of the element. The inter-part motion correlation index calculation processing unit 203 is realized as a program that operates on a computer. That is, it is configured as one processing module.

次に、動作分節時点判定処理部204について説明する。これについても一つの処理モジュールとして構成される。動作分節時点判定処理部204は、部位間動作相関指数計算処理部203によって計算された計算結果の部位間動作相関指数CC[n]のデータを参照する。ここで、参照するnの範囲は、1からNまでとする。動作分節時点判定処理部204は、CC[n]をn=1からNまでの区間において、所定の判定基準により判定して動作体運動時系列データを分節化する。具体的には、時系列データの各分節の先頭となる時点(以下、「分節先頭時点」)を計算して出力する。   Next, the motion segment time point determination processing unit 204 will be described. This is also configured as one processing module. The motion segment time point determination processing unit 204 refers to the data of the inter-part motion correlation index CC [n] as the calculation result calculated by the inter-part motion correlation index calculation processing unit 203. Here, the range of n to be referred to is from 1 to N. The motion segment time point determination processing unit 204 determines CC [n] according to a predetermined determination criterion in a section from n = 1 to N, and segments motion body motion time series data. Specifically, the time point (hereinafter, “segment start time point”) at the beginning of each segment of the time-series data is calculated and output.

部位間動作相関指数に基づいて、動作体運動時系列データを分節化する動作分節時点の判定には、様々な方法を用いることができる。例えば、基本的には部位間動作相関指数について、次の解釈に基づいて分節化する。部位間動作相関指数の変動が少ない期間は、動作の様態に変化が少ない期間であるから、分節のまとまりとみなし、逆に、部位間動作相関指数の変動が大きい期間は、動作の様態に類似性がなく、動作の分節とみなす。   Various methods can be used to determine the motion segment time point for segmenting the motion body motion time-series data based on the motion correlation index between parts. For example, the inter-part motion correlation index is basically segmented based on the following interpretation. The period in which the movement correlation index between the parts is small is a period in which the movement mode is small, so it is regarded as a group of segments, and conversely, the period in which the movement correlation index between the parts is large is similar to the movement mode. It is considered to be a segment of movement.

このような判定処理による分節化処理としては、例えば次の2つの方法のいずれかにより行う。第1の方法としては、部位間動作相関指数の時間微分値の絶対値を計算し、これが比較的大きい時点を分節先頭時点として判定する。判定の条件は、時間微分値の絶対値が特定の閾値より大きいこと、時間微分値の絶対値の上位特定位に入ることを判定するものとする。   Such segmentation processing by determination processing is performed, for example, by one of the following two methods. As a first method, the absolute value of the time differential value of the inter-part motion correlation index is calculated, and a time point at which this is relatively large is determined as the segment head time point. The determination condition is that it is determined that the absolute value of the time differential value is greater than a specific threshold value and that the absolute value of the time differential value is in a higher specific position.

また、第2の方法としては、n=1からNまでの部位間動作相関指数CC[n]をクラスタリング手法を用いて分類し、その分類結果に基づいて分節先頭時点を判定する方法である。次に、第2の方法を用いた場合を説明する。   As a second method, the inter-part motion correlation index CC [n] from n = 1 to N is classified using a clustering method, and the segment start time is determined based on the classification result. Next, a case where the second method is used will be described.

クラスタリングとは、相異なるnとmについて、ベクトルCC[n]とCC[m]が類似していれば、nとmを同一のグループに分類することである。ベクトル同士の類似を表す数学的な指標としては、ノルム距離やベクトル内積や積率相関係数や順位相関係数などを用いることができる。ここでは、例えば、1次ノルム距離に基づくK平均法クラスタリングを行う。ベクトルの1次ノルム距離とは、式(25)によって定義される量である。1次ノルム距離は街路距離とも呼ばれる。

Figure 0004257421

ただしCCk[n]はベクトルCC[n]のk番目の要素である。 Clustering is to classify n and m into the same group if the vectors CC [n] and CC [m] are similar for different n and m. As a mathematical index representing the similarity between vectors, a norm distance, a vector inner product, a product-moment correlation coefficient, a rank correlation coefficient, or the like can be used. Here, for example, K-means clustering based on the primary norm distance is performed. The first-order norm distance of the vector is an amount defined by the equation (25). The primary norm distance is also called street distance.
Figure 0004257421

However, CCk [n] is the kth element of the vector CC [n].

本実施例ではK平均法クラスタリングを一般的な方法で使用する。すなわち、最初にクラスタ核の位置を適当に定める。ここでは、例えば、4つの核を用意する。核の個数の指定は、例えばキーボードまたはマウス等の入力装置によるコマンド入力することにより、装置に外部から与えてもよい。また、スタージェスの公式などを用いることによって動作分節時点判定処理部204が判定処理の中で自動で定めることもできる。   In this embodiment, K-means clustering is used in a general manner. That is, first, the position of the cluster nucleus is appropriately determined. Here, for example, four nuclei are prepared. The designation of the number of nuclei may be given to the apparatus from the outside by inputting a command with an input apparatus such as a keyboard or a mouse. Also, the motion segment time point determination processing unit 204 can automatically determine the determination process by using the Sturges formula.

核の位置は35次元のベクトルで表される。これを、Core1, Core2, Core3, Core4と置く。核の初期位置は重複しなければ、いかなる値でも構わない。次に、動作分節時点判定処理部204は、暫定分類の処理を行う。   The position of the nucleus is represented by a 35-dimensional vector. This is called Core1, Core2, Core3, Core4. The initial position of the nucleus may be any value as long as it does not overlap. Next, the motion segment time point determination processing unit 204 performs provisional classification processing.

これは、まず、n=1からNまでについて、CC[n]と各クラスタ核との1次ノルム距離を計算する。その結果、1次ノルム距離が最も小さいクラスタ核の番号を、nの暫定分類先クラスタ番号とする。次に、動作分節時点判定手段は核位置の更新を行う。各暫定分類先クラスタに含まれるCC[n]の平均値を計算し、それを新規の核位置とする。以降、動作分節時点判定手段は暫定分類と核位置の更新の更新を数回繰り返す。例えば、10回繰り返す。終了した段階での暫定分類をCC[n]の分類結果とする。   First, for n = 1 to N, the primary norm distance between CC [n] and each cluster nucleus is calculated. As a result, the number of the cluster nucleus having the smallest primary norm distance is set as the n temporary classification destination cluster number. Next, the motion segment time point determination means updates the nuclear position. An average value of CC [n] included in each provisional classification destination cluster is calculated and set as a new nucleus position. Thereafter, the motion segment time point determination means repeats the provisional classification and the update of the nuclear position several times. For example, repeat 10 times. The provisional classification at the completed stage is set as the classification result of CC [n].

図8は、動作体運動時系列データの分節化処理の結果を示したグラフである。図8に示すグラフにおいて、Clustering Raw Resultの行は、CC[n]の分類結果を示している。各nについて、分類先のクラスタ番号に応じた縦位置に、棒を描画している。なお、クラスタ番号は名義尺度であり、その値の大きさや順序には意味は無い。   FIG. 8 is a graph showing the result of segmentation processing of motion body motion time series data. In the graph illustrated in FIG. 8, the Clustering Raw Result row indicates the classification result of CC [n]. For each n, a bar is drawn at a vertical position corresponding to the cluster number of the classification destination. Note that the cluster number is a nominal scale, and the size and order of the values are meaningless.

なお、本実施例ではCC[n]のベクトル絶対値が小さい場合は、元の動作が微弱であるとして、クラスタリングの処理から除外してある。よって、棒が描画されていない領域が存在するものとなっている。このような処理によって、動作体運動時系列データは時間的に分節化されることになる。   In this embodiment, when the vector absolute value of CC [n] is small, the original operation is considered to be weak and is excluded from the clustering process. Therefore, there is an area where no bar is drawn. By such processing, the motion body motion time series data is segmented in time.

この結果のまま出力してもよいが、ここでは、より妥当な分節した結果とするため、クラスタ結果の補正を行うこととする。動作体運動時系列データの内容によっては、分節結果「Clustering Raw Result」の変化の激しい区間が存在する。このような区間は、動作体運動時系列データが不安定に変化している区間である。   Although this result may be output as it is, here, in order to obtain a more appropriate segmented result, the cluster result is corrected. Depending on the content of the motion body motion time series data, there is a section where the segmented result “Clustering Raw Result” changes rapidly. Such an interval is an interval in which the motion body motion time series data changes in an unstable manner.

図8の一部の区間に示されるように、Clustering Raw Resultの変化の激しい区間が存在する。Clustering Raw Resultの短い分節では1サンプル時間、つまり60分の1秒程度の持続時間しかない。このように極めて短い分節が回答されることは、過剰な分節によるものであり不適切な判定結果である。これに対処するため、動作分節時点判定処理部204では、持続時間が短い分節を除去する処理を行う。具体的には、ここでは、6サンプル時間、つまり0.1秒未満の持続しかもたない区間を排除することとする。このため、動作分節時点判定処理部204では、6サンプル時間以上の持続を持つ分節の先頭時刻を出力する。すなわち、図8に示すように、この場合は、4,17,27,35,57,64である。図7のClustering Fine Resultの行は、この結果を図示している。   As shown in a part of the section of FIG. 8, there is a section in which the Clustering Raw Result changes drastically. A short segment of Clustering Raw Result has only one sample time, that is, a duration of about 1/60 second. Such a reply with an extremely short segment is caused by an excessive segment and is an inappropriate determination result. In order to cope with this, the motion segment time point determination processing unit 204 performs processing for removing a segment having a short duration. Specifically, here, it is assumed that an interval that lasts less than 6 sample times, that is, less than 0.1 seconds, is excluded. Therefore, the motion segment time point determination processing unit 204 outputs the start time of the segment having a duration of 6 sample times or more. That is, as shown in FIG. 8, it is 4, 17, 27, 35, 57, 64 in this case. The row of Clustering Fine Result in FIG. 7 illustrates this result.

このようにして、動作分節時点判定処理部204は、最終的に、動作体運動時系列データ201を分節した結果データとして、すなわち、ここでの動作分節時点データ205として、4,17,27,35,57,64を出力する。出力の形態は、テキストファイルとして出力される。   In this manner, the motion segment time point determination processing unit 204 finally uses 4, 17, 27, as the result data obtained by segmenting the motion body motion time series data 201, that is, as the motion segment time point data 205 here. 35, 57 and 64 are output. The output form is output as a text file.

上述したように、動作体運動時系列データ201は分節化されるが、分節化したそれぞれの動作体運動時系列データを1つのデータとして、代表的なデータに要約する処理を行うにも変形できる。この要約する処理を行うことによって、データの大きさは、元の動作を記述する動作体運動時系列データの大きさに比べて小さくなる。つまり、動作体運動時系列データの圧縮が行われたことになる。動作体運動時系列データが、動作体の運動の時系列データが、身体姿勢の画像として作成された場合、元の動作を想起させる効果のある少数の姿勢データを抽出される。   As described above, the motion body motion time series data 201 is segmented. However, the segmented motion body motion time series data can be transformed into a single data as a single data. . By performing the processing to be summarized, the size of the data becomes smaller than the size of the motion body motion time series data describing the original motion. That is, the motion body motion time series data is compressed. When the motion body motion time series data and the motion body motion time series data are created as an image of the body posture, a small amount of posture data having an effect of recalling the original motion is extracted.

次に、動作体の運動を記録したデータ、すなわち、動作体運動時系列データを要約する処理について説明する。この処理においては、前処理として、前述した動作体運動時系列データを分節化する処理を用いる。   Next, a process for summarizing data that records the motion of the motion object, that is, motion motion time-series data will be described. In this processing, as the preprocessing, the above-described processing for segmenting the motion body motion time series data is used.

図9は、本発明による変形例の要約処理部を付加した動作体運動データ分節処理装置のソフトウエア構成の概略を機能ブロックとして示す図である。図9に示すように、ソフトウエア構成は、動作体運動分節化処理部302と、動作体運動要約処理部304を主要部として構成される。   FIG. 9 is a diagram showing an outline of the software configuration of the motion object movement data segmentation processing apparatus to which the summary processing unit of the modification according to the present invention is added as a functional block. As shown in FIG. 9, the software configuration includes a moving body motion segmentation processing unit 302 and a moving body motion summary processing unit 304 as main parts.

動作の概略を説明すると、動作体運動時系列データ301が入力された動作体運動分節化処理部302は、動作体の運動を時系列に計測した動作体運動時系列データの入力に応じて、該データに該データを時間的に分節化した情報を付加した分節情報付き動作体運動時系列データ303を出力する。この分節情報付き動作体運動時系列データ303を動作体運動要約処理部304に入力し、動作体運動要約処理部304において、分節情報付き動作体運動時系列データの少なくとも1つの動作分節の内の、少なくとも1つの時点のデータ内容を抽出したものである動作体運動要約データ305を出力する。   The outline of the motion will be described. The motion body movement segmentation processing unit 302 to which the motion body motion time series data 301 is input corresponds to the input of motion body motion time series data obtained by measuring motion of the motion body in time series. The motion body motion time series data 303 with segment information in which information obtained by segmenting the data with respect to time is added to the data is output. The motion body motion time series data 303 with segment information is input to the motion body motion summary processing unit 304, and the motion body motion summary processing unit 304 includes at least one motion segment of the motion body motion time series data with segment information. Then, the motion body motion summary data 305, which is obtained by extracting the data content of at least one time point, is output.

具体的に説明する。図9に、情報処理の流れを示すように、ここでの動作体運動時系列データ301としては、先の実施例として説明したデータを用いる。動作体運動分節化処理部302としては、前述した分節化処理を行うと共に、その分節情報を付加した分節情報付き動作体運動時系列データ303とする。分節化処理では、前述したような信号処理を行い、そして、動作体運動時系列データに動作分節時点データを付加したデータとし、分節情報付き動作体運動時系列データ303を出力する。   This will be specifically described. As shown in the flow of information processing in FIG. 9, the data described as the previous embodiment is used as the moving body motion time series data 301 here. The motion body motion segmentation processing unit 302 performs the segmentation processing described above, and uses motion information with time segment data 303 with segment information to which the segment information is added. In the segmentation processing, the signal processing as described above is performed, and motion body time-series data 303 with segment information is output as data obtained by adding motion segment time point data to motion body motion time-series data.

次に、動作体運動要約処理部304について説明すると、動作体運動要約処理部304は、はじめに、分節情報付き動作体運動時系列データ303から、ここに付加されている動作分節時点データに従って、動作体運動時系列データを切り分ける。例えば、前述したように、動作分節時点データが4,17,27,35,57,64という結果であったとすると、この場合には、nの値が4から16までの区間、17から26までの区間、27から34までの区間、35から56までの区間、57から63までの区間、64から72までの区間の6つの区間に、動作体運動時系列データを切り分ける。   Next, the motion body motion summary processing unit 304 will be described. The motion body motion summary processing unit 304 first performs motion according to motion segment time point data added thereto from the motion body motion time series data 303 with segment information. Isolate body movement time series data. For example, as described above, if the motion segment time point data is the result of 4, 17, 27, 35, 57, 64, in this case, the value of n ranges from 4 to 16, from 17 to 26. The motion body motion time-series data is divided into six sections, a section from 27 to 34, a section from 35 to 56, a section from 57 to 63, and a section from 64 to 72.

分節は、運動学的に類似した特徴を持つ動作が継続している区間である。従って、分節から1つの時点の動作体運動時系列データを抜き出し、人間に提示することによって、その分節の運動学的特徴を想起させることが期待できるデータが得られる。1つの時点の動作体運動時系列データとは、具体的には、その時点の身体姿勢のデータである。   A segment is a section in which motions with similar kinematic features continue. Therefore, by extracting the motion body motion time series data at one time point from the segment and presenting it to a human, data that can be expected to recall the kinematic characteristics of the segment is obtained. Specifically, the motion body motion time series data at one time point is data of the body posture at that time point.

1つの時点の動作体運動時系列データとして、適切な時点を選んで身体姿勢のデータを動作体運動要約データとして抽出することができれば、それらは紙芝居や漫画の表現のように、各分節の身体姿勢データは各分節の動作の内容を代表して、元の動作を人間に想起させる効果が得られるデータとなる。   If you can select the appropriate time as the body motion time series data for one point in time and extract the body posture data as the motion body motion summary data, the body motion of each segment can be extracted like a picture-story show or a cartoon expression. Posture data represents the content of the motion of each segment, and is data that provides an effect that reminds humans of the original motion.

このような動作体運動要約データの抽出方法として様々な方法が利用できる。例えば、分節の時間的中央の時点、動作体の運動エネルギーが最大値をむかえる時点、動作体運動時系列データの特定のデータ系列の値が最大値ないし最小値をむかえる時点など、その時点における動作体運動時系列データを、動作体運動要約データとして抜き出す方法を用いることができる。   Various methods can be used as a method for extracting such motion body motion summary data. For example, at the time center of the segment, when the kinetic energy of the moving body reaches the maximum value, or when the value of a specific data series of the moving body movement time series data reaches the maximum or minimum value, A method of extracting body motion time series data as motion body motion summary data can be used.

ここでの実施例としては、動作体運動要約処理部304は、分節の先頭の時点における動作体運動時系列データを、動作体運動要約データとして出力するものとする。具体的には動作体運動要約データは、動作分節時点データである4,17,27,35,57,64の値のテキストと、nの値が4,17,27,35,57,64における動作体運動時系列データの構成データの値を列記したテキストデータとして実現できる。この動作体運動要約データの大きさは、元の動作を記述する動作体運動時系列データの大きさに比べ、小さくなる。つまり、動作体運動時系列データの圧縮が行われたことになる。   In this embodiment, the motion body motion summary processing unit 304 outputs motion body motion time series data at the beginning of the segment as motion body motion summary data. Specifically, the motion body motion summary data includes the text of 4,17,27,35,57,64 as motion segment time point data, and the value of n in 4,17,27,35,57,64. It can be realized as text data listing the values of the configuration data of the motion body motion time series data. The size of the motion body motion summary data is smaller than the motion body time series data describing the original motion. That is, the motion body motion time series data is compressed.

図10は、分節代表データの内容に基づいて、身体姿勢の画像として作成した図を例示している。図10を参照すると、動作体運動時系列データから明らかに元の動作を想起させる効果のある少数の姿勢データを抽出できている。このようなデータは、紙芝居や漫画表現のように、各分節の身体姿勢データは各分節の動作の内容を代表して、元の動作を人間に想起させる動作態様のデータとなっている。   FIG. 10 illustrates a diagram created as a body posture image based on the content of the segment representative data. Referring to FIG. 10, it is possible to extract a small amount of posture data having an effect of clearly recalling the original motion from the motion body motion time series data. Such data, like a picture-story show or a cartoon expression, is data on the movement mode of each segment representing the content of the movement of each segment and reminiscent of the original movement.

本発明は、動作体の運動の時系列データを分節するので、分節された各データは、例えば、理学療法における動作体運動分析や、監視カメラによる不審人物の検知や、使用者の身振りを用いた入力装置や、ジェスチャーの認識装置や、スポーツ映像からのダイジェスト映像または静止画写真の自動作成に用いることができる。また、動作体機構に限らず、群集や動作体器官や非生物物体の動作データに対しても適用することができる。   Since the present invention segments motion-series motion time-series data, each segmented data uses, for example, motion-body motion analysis in physical therapy, detection of a suspicious person by a surveillance camera, or user gestures. It can be used for automatically creating a digest video or still picture from a sports video. Further, the present invention can be applied not only to the moving body mechanism but also to movement data of crowds, moving body organs, and non-living objects.

例えば、図5に示すように、交差点にて信号待ちをしている人間の群集や自動車の群れについて、それぞれの位置の時系列データが与えられた場合に、本発明を用いることで、赤信号と青信号の状態遷移を反映した時間の分節化が行える。なぜならば、赤信号が提示されている交通路にある人間と自動車は停止しているが、一方青信号が提示されている交通路では人間と自動車は移動するため、共通の交通路にある人間および自動車の位置変化には強い相関が観測される。このため、相関係数の符号と絶対値の変化を計測できれば、それは信号の提示状況を強く反映したものとなり、信号提示状況を、直接検知することなく精度よく推定することができる。   For example, as shown in FIG. 5, when time series data of each position is given for a crowd of people or a group of cars waiting for a signal at an intersection, a red signal can be obtained by using the present invention. And segmentation of the time reflecting the state transition of the green light. This is because humans and cars on the road with a red light are stopped, while people and cars move on a road with a green light. A strong correlation is observed in the position change of the car. For this reason, if the change of the sign and the absolute value of the correlation coefficient can be measured, it strongly reflects the signal presentation status, and the signal presentation status can be accurately estimated without directly detecting it.

本発明による動作体運動データ分節処理装置のシステム構成のハードウェア構成を示す図である。It is a figure which shows the hardware constitutions of the system configuration | structure of the operating body exercise | movement data segmentation processing apparatus by this invention. 本発明による動作体運動データ分節処理装置のソフトウエア構成の概略を機能ブロックとして示す図である。It is a figure which shows the outline of the software structure of the moving body exercise | movement data segmentation processing apparatus by this invention as a functional block. 分析の対象となる動作体である人体における観測する対象の部位を説明する図である。It is a figure explaining the site | part of the observation object in the human body which is an action | operation body used as the analysis object. 処理対象となる動作体運動時系列データに対応する人体の姿勢を、等時間間隔で抜き出して描画した図である。It is the figure which extracted and drawn the posture of the human body corresponding to the action body movement time series data used as processing object at equal time intervals. 計測対象とする道路交通物体の計測部位を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the measurement site | part of the road traffic object made into measurement object. 分析対象の動作体である人体の骨格構造を概略的に説明する図である。It is a figure which illustrates roughly the skeleton structure of the human body which is a moving body of analysis object. 部位間動作相関指数の全要素の絶対値の時間的変遷を示したグラフである。It is the graph which showed the time transition of the absolute value of all the elements of the movement correlation index between parts. 動作体運動時系列データの分節化処理の結果を示したグラフである。It is the graph which showed the result of the segmentation process of motion body movement time series data. 本発明による変形例の要約処理部を付加した動作体運動データ分節処理装置のソフトウエア構成の概略を機能ブロックとして示す図である。It is a figure which shows the outline of a software structure of the moving body exercise | movement data segmentation processing apparatus which added the summary process part of the modification by this invention as a functional block. 分節代表データの内容に基づいて身体姿勢の画像として作成した図の例示図である。It is an illustration figure of the figure produced as an image of a body posture based on the content of segment representative data.

符号の説明Explanation of symbols

100…入力部、
101…キーボード、
102…マウス、
103…演算部、
104…表示部、
105…データベース、
202…動作体運動時系列データ入力処理部、
203…部位間動作相関指数計算処理部、
204…動作分節時点判定処理部、
302…動作体運動分節化処理部、
304…動作体運動要約処理部

100 ... input section,
101 ... Keyboard,
102 ... mouse,
103 ... arithmetic unit,
104 ... display part,
105 ... Database,
202... Movement body time series data input processing unit,
203 ... Inter-part motion correlation index calculation processing unit,
204 ... operation segment time point determination processing unit,
302 ... Motion body motion segmentation processing unit,
304 ... Motion body motion summary processing unit

Claims (6)

動作体の運動を計測した時系列データを時間的に分節化する動作体運動データ分節処理装置であって、
動作体の少なくとも二つの部位の変位、関節の関節角度、これら物理量の時間微分値、時間積分値の時系列データによって構成される動作体運動時系列データを、入力する動作体運動時系列データ入力手段と、
前記動作体運動時系列データの少なくとも2つの構成要素のデータ系列に含まれる少なくとも1つの時点でのデータに応じて、前記構成要素の間の相関の強度を表す指数として定義された指標の部位間動作相関指数を算出する部位間動作相関指数計算手段と、
少なくとも2つの時点における部位間動作相関指数の値に応じて動作分節時点を判定する動作分節時点判定手段と
を有する動作体運動データ分節処理装置において、
前記部位間動作相関指数計算手段が算出する部位間動作相関指数は、動作体運動時系列データの少なくとも2つの時点データの、積率相関係数、順位相関係数、内積、当該データ値の重み付き和、または当該データ値の重み付き積を計算し、該計算結果を部位間動作相関指数として出力する
ことを特徴とする動作体運動データ分節処理装置。
A motion body motion data segmentation processing device that temporally segments time-series data obtained by measuring motion of a motion body,
Motion body motion time-series data input that inputs time-series data of displacement of at least two parts of the motion body, joint angles of joints, time differential values of these physical quantities, and time integral data Means,
Between the parts of the index defined as an index representing the strength of correlation between the components according to the data at at least one time point included in the data series of at least two components of the motion body movement time series data An inter-part motion correlation index calculating means for calculating a motion correlation index;
In the motion body motion data segment processing device having motion segment time point determination means for determining a motion segment time point according to the value of the motion correlation index between parts at at least two time points ,
The inter-part motion correlation index calculated by the inter-part motion correlation index calculation means is a product-moment correlation coefficient, rank correlation coefficient, inner product, and weight of the data value of at least two time point data of motion body movement time series data. A motion body motion data segmentation processing apparatus that calculates a sum of weights or a weighted product of the data values and outputs the calculation result as a motion correlation index between parts .
請求項1に記載の動作体運動データ分節処理装置において、
前記動作体運動時系列データ入力手段が入力する動作体運動時系列データは、人間または動物の四肢、頭部、尾部、末端、または関節点の変位についての関節角度、これら物理量の時間微分値、高階時間微分値、時間積分値、高階時間積分値のいずれかによって構成される時系列データである
ことを特徴とする動作体運動データ分節処理装置。
The motion body motion data segment processing device according to claim 1,
The motion body motion time series data input by the motion body motion time series data input means is a joint angle with respect to displacement of a human or animal limb, head, tail, terminal, or joint point, a time differential value of these physical quantities, A motion body motion data segmentation processing device characterized by being time-series data composed of any one of a higher order time differential value, a time integration value, and a higher order time integration value.
請求項1に記載の動作体運動データ分節処理装置において、更に、
動作体の運動を時系列に計測した動作体運動時系列データの入力に応じて、該データに該データを時間的に分節化した情報を付加した分節情報付き動作体運動時系列データを出力する動作体運動分節化手段と、
分節情報付き動作体運動時系列データの少なくとも1つの動作分節の内の、少なくとも1つの時点のデータ内容を抽出したものである動作体運動要約データを出力する動作体運動要約手段と
を有することを特徴とする動作体運動データ分節処理装置。
The motion body motion data segment processing device according to claim 1, further comprising:
According to the input of the motion body time series data obtained by measuring the motion of the motion body in time series, the motion body motion time series data with segment information obtained by adding information obtained by segmenting the data in time to the data is output. A moving body motion segmentation means;
Motion body motion summarizing means for outputting motion body motion summary data obtained by extracting data contents of at least one time point in at least one motion segment of motion body motion time-series data with segment information. A motion body motion data segmentation processing device.
動作体の運動を計測した時系列データを時間的に分節化する処理をコンピュータにより実行させる動作体運動データ分節処理プログラムであって、
動作体の少なくとも二つの部位の変位、関節の関節角度、これら物理量の時間微分値、時間積分値の時系列データによって構成される動作体運動時系列データを入力する第1ステップと、
前記動作体運動時系列データの少なくとも2つの構成要素のデータ系列に含まれる少なくとも1つの時点でのデータに応じて、前記構成要素の間の相関の強度を表す指数として定義された指標の部位間動作相関指数を算出する第2ステップと、
少なくとも2つの時点における部位間動作相関指数の値に応じて動作分節時点を判定する第3ステップと
の処理をコンピュータにより実行させる動作体運動データ分節処理プログラムにおいて、
前記第2ステップが算出する部位間動作相関指数は、動作体運動時系列データの少なくとも2つの時点データの、積率相関係数、順位相関係数、内積、当該データ値の重み付き和、または当該データ値の重み付き積を計算し、該計算結果を部位間動作相関指数として出力する
ことを特徴とする動作体運動データ分節処理プログラム。
A motion body motion data segmentation processing program for causing a computer to execute processing for temporally segmenting time-series data obtained by measuring motion of a motion body,
A first step of inputting motion body motion time series data constituted by time series data of displacement of at least two parts of the motion body, joint angles of joints, time differential values of these physical quantities, and time integral values;
Between the parts of the index defined as an index representing the strength of correlation between the components according to the data at at least one time point included in the data series of at least two components of the motion body movement time series data A second step of calculating a motion correlation index;
In a motion body motion data segment processing program for causing a computer to execute processing with the third step of determining motion segment time points according to values of motion correlation indices between parts at at least two time points ,
The inter-part motion correlation index calculated by the second step is a product-moment correlation coefficient, rank correlation coefficient, inner product, weighted sum of the data values of at least two time points of motion body motion time series data, or A motion body motion data segment processing program for calculating a weighted product of the data values and outputting the calculation result as a motion correlation index between parts .
請求項4に記載の動作体運動データ分節処理プログラムにおいて、
前記第1ステップにより入力する動作体運動時系列データは、人間または動物の四肢、頭部、尾部、末端、または関節点の変位についての関節角度、これら物理量の時間微分値、高階時間微分値、時間積分値、高階時間積分値のいずれかによって構成される時系列データである
ことを特徴とする動作体運動データ分節処理プログラム。
In the motion body motion data segment processing program according to claim 4,
The motion body motion time-series data input in the first step is a joint angle with respect to displacement of a human or animal limb, head, tail, terminal, or joint point, a time differential value of these physical quantities, a higher-order time differential value, A motion body motion data segment processing program characterized in that it is time series data composed of either time integral values or higher order time integral values.
請求項4に記載の動作体運動データ分節処理プログラムにおいて、更に、
動作体の運動を時系列に計測した動作体運動時系列データの入力に応じて、該データに該データを時間的に分節化した情報を付加した分節情報付き動作体運動時系列データを出力する第4ステップと、
分節情報付き動作体運動時系列データの少なくとも1つの動作分節の内の、少なくとも1つの時点のデータ内容を抽出したものである動作体運動要約データを出力する第5ステップと
の処理をコンピュータにより実行させることを特徴とする動作体運動データ分節処理プログラム。
The motion body motion data segment processing program according to claim 4, further comprising:
According to the input of the motion body time series data obtained by measuring the motion of the motion body in time series, the motion body motion time series data with segment information obtained by adding information obtained by segmenting the data in time to the data is output. The fourth step;
The computer executes processing with the fifth step of outputting motion body motion summary data obtained by extracting data contents of at least one time point in at least one motion segment of motion body motion time series data with segment information. An action body motion data segment processing program characterized in that
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