EP1109603B1 - System zur ermöglichung einer selbstkontrolle hinsichtlich durchzuführender körperbewegungsabläufe durch die sich bewegende person - Google Patents

System zur ermöglichung einer selbstkontrolle hinsichtlich durchzuführender körperbewegungsabläufe durch die sich bewegende person Download PDF

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EP1109603B1
EP1109603B1 EP99952419A EP99952419A EP1109603B1 EP 1109603 B1 EP1109603 B1 EP 1109603B1 EP 99952419 A EP99952419 A EP 99952419A EP 99952419 A EP99952419 A EP 99952419A EP 1109603 B1 EP1109603 B1 EP 1109603B1
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EP
European Patent Office
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person
movement
superimposition
marking
moving
Prior art date
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Expired - Lifetime
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EP99952419A
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English (en)
French (fr)
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EP1109603A1 (de
Inventor
Thomas BIRKHÖLZER
Kai-Uwe Schmidt
Patrick Winter
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
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Publication of EP1109603B1 publication Critical patent/EP1109603B1/de
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B24/00—Electric or electronic controls for exercising apparatus of preceding groups; Controlling or monitoring of exercises, sportive games, training or athletic performances
    • A63B24/0003—Analysing the course of a movement or motion sequences during an exercise or trainings sequence, e.g. swing for golf or tennis
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B69/00—Training appliances or apparatus for special sports
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B2220/00—Measuring of physical parameters relating to sporting activity
    • A63B2220/80—Special sensors, transducers or devices therefor
    • A63B2220/806—Video cameras
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B2220/00—Measuring of physical parameters relating to sporting activity
    • A63B2220/80—Special sensors, transducers or devices therefor
    • A63B2220/807—Photo cameras

Definitions

  • the invention relates to a system for enabling a Self-control with regard to body movements to be carried out by the moving person.
  • Self-perception of a subject's own movements is often insufficient for adequate control, because self-perception can be disturbed, for example because of certain health disorders of the subject, furthermore, it is often not possible to visually close the movements observe (rear view, side view).
  • the Self-perception to be overwhelmed, that is, the patient can not depend both on the correct execution of the complex Movement as well as the detection of any Concentrate movement errors at the same time.
  • To remedy this situation to create an external observer So to involve a trainer or therapist, what consuming and very expensive. It is also possible to Mirror and the like for continuous self-observation to use.
  • EP 0 700 694 A1 discloses a training and diagnostic method known in which the trainee makes a move with one Training device must perform, with over Meßam the Movement is detected and in the form of a course of motion is displayed on a monitor. To this Curve can be a given, traceable by the trainee Curve are displayed.
  • a device for performing an interactive Motion training described in the optimal Movement sequences are stored in a memory. While When performing the exercises, a video camera captures an image of the exerciser, which the stored video sequences is superimposed. The practitioner sees in a monitor at the same time yourself and the optimal motion sequence and can compensate for any deviations.
  • the disadvantage is, however, that the trainee is aware of the speed, with which he performs an exercise, adjusting the speed must, with which the video sequence is reproduced. However, this playback speed is adjustable.
  • US 3 408 750 describes a device in which the position of a golfer shot by a video camera being at the same time a video recording of an optimal Movement is displayed in a monitor. It exists however, no interactivity between the recorded and the real movement.
  • a plant for showing an optimal Throwing path while playing basketball through a laser beam is known from US 5,365,427. The targeted training and controlling individual movements is on but not possible this way.
  • the invention is therefore based on the problem of a system specify the type mentioned, the said Disadvantages avoids.
  • a system of the aforementioned Art comprising a video camera and a monitor for outputting the captured video image and means for fading in at least one indicating a predetermined movement or body position, moving marker into the video image, with the fade-in for detecting characteristic points, lines, Outlines or the like.
  • the executing a motion sequence, in one recorded video image sequence shown person or the shown person area and for automatic adjustment the speed of movement of the moving mark to the movement speed of the moving person or the person area is formed.
  • the system according to the invention makes use of the possibility play back images captured by the video camera "live” on the monitor, so that the person's movement immediately can track on the screen.
  • Blending agent is now possible with particular advantage in the live image delivered by the video camera one or more To insert markings, with regard to the example Ideally determined by the therapist Show body position. The patient becomes so continuous the desired position with respect to the previously known movement sequence displayed, which he immediately with the current Actual position in which he is, and the basis of it of the live video image is visible, can compare. Of the Subject may thus deviate from the means of market changes recognize the displayed desired position and correct it immediately.
  • a marker for example, a Point or of course several, for example different Body points assigned to body extremities but also one or more lines, especially in Form of a stylized man ("stick figure”) or in the form of contours or the like. Between these, the If necessary, also select users, depending on which display form he personally prefers self-control.
  • the to be performed movements and the location of the markings are given by the trainer or therapist after e.g. medical Set criteria.
  • the fade-in means is for fading in a moving, a predetermined ideal body movement indicating marker educated.
  • the marker moves parallel to and simultaneously with the body, that is, the subject becomes too the ideal setpoint position that he displays with the actual actual position according to his own video image can compare. This is useful if it is not just to achieve a certain body position as in the case described above, but that the Body movement of an ideal line of motion or direction follows.
  • the invention for detecting characteristic points, lines, outlines or the like.
  • the one Performing motion sequence in a recorded video image sequence shown person or the person area shown trained insertion means for automatic adjustment the speed of movement of a moving mark at the speed of movement of the moving Person or the person area to be trained.
  • the means for fading in the mark can according to the invention be directly integrated in the video camera.
  • the fading in of graphic elements e.g. in form of Overlays
  • a well-known standard function with which e.g. the time or date as text in the video can be displayed.
  • the invention in the Video camera integrated means a graphics processor, only need corresponding to the system to be displayed in the invention Marking be configured or programmed.
  • the So the graphics processor to integrate directly in the monitor or an intermediate display means, for example in the form of a personal computer, which is in the communication link between the video camera and the monitor (e.g., a communication line) is arranged to use.
  • the insertion means can also be faded in a mark fixed during body movement be educated. That is, in this invention alternative is during body movement, for example at the same time the right arm and the right leg in a certain Position are to be swung, each from the Arm or leg to be taken ideal end positions displayed. The subject recognizes whether he is his or her arm In fact, swinging the leg so far that it's out of therapeutic Viewpoint reaches ideal target position, or whether he, for example too short or far swinging.
  • the mark must be the position and the size, etc. of the person shown in the video image be and be in relation to it.
  • the "location and size" of the Image shown person depends on the one hand on the size of the person itself, on the other hand, from the setting of the video camera or their distance to the person. Furthermore also of whether For example, only a certain body area shown should be, for example, only one leg, which targeted is moving, and which then with a zoom device of Video camera is moved into the video image.
  • the exerciser then only has his position with respect to the video cameras choose so that his head and feet and the like congruent with the displayed in the video image Adjustment marks are.
  • the adjustments serving markers then become the other, indicating the position of movement or body to be reached Markings are displayed. In this case, the exerciser must maintain a fixed position with respect to the video camera.
  • the Einblendstoff for detecting more characteristic Points, lines, outlines or the like in the recorded Video image shown, not moving person or the person area shown and for automatic adjustment the marking, in particular their size and / or Insertion position depending on the acquisition result be educated.
  • the fade-in is thus able to based on the video image, the relevant information regarding the to detect the person or the person area shown so that then by means of appropriate processing technology the marking, So for example the size of the "stick figure" be set in relation to the size of the detected person can. This is done appropriately when the person not moving, because then their characteristic points easy to be recorded.
  • Running a motion sequence, in one Person or video shown in the recorded video image sequence Personal area and for automatic adjustment of the Marking, in particular their size and / or Einblendposition is formed as a function of the detection result.
  • the Einblendstoff be associated with a storage means, in which for several different predetermined body movement sequences the respective ones Fade-in data of at least one marker filed and if necessary user-selectable. This allows it a subject who, as part of his rehabilitation or his training several different sequences of movements must perform that for each motion sequence Marking process to select so that this displayed becomes.
  • the system according to the invention shown there consists of a Video camera 1, by means of which the movements of a person 2 be recorded.
  • the video camera 1 is via a corresponding Data line connected to a monitor 3, on the the recorded video image 4 can be output live.
  • alternative to the data line is also a wireless communication conceivable.
  • the insertion means 5 serves to show at least one mark in the video picture 4 shown, which indicates an ideal target body position, which the person performing a specific movement 2 ideally should take.
  • the insertion means 5 serves to show at least one mark in the video picture 4 shown, which indicates an ideal target body position, which the person performing a specific movement 2 ideally should take.
  • the markers 6 are visual of person 2 imperceptible.
  • the markers are 6 associated with the various body extremities.
  • Two marks 6 are the feet, two more marks the knees and the last two marks assigned to the hands.
  • the person 2 can recognize whether their body position the predetermined by the markers 6 target position corresponds or not.
  • the Movement in this respect correctly executed, as the position and The posture of the left arm corresponds to the movement specifications.
  • the attitude of the right arm 7 deviates from the desired position, since the arm shown in the video image 4 7 ' is not congruent with the associated mark 6 '.
  • the person 2 can do this deviation from the target position immediately detect during movement and correct accordingly, so that the following sequence of movements of the desired position can be carried out further approximated.
  • FIGS. 2 and 3 show two system variants in which the fade-in means 5 is integrated in the video camera (FIG. 2), or in the monitor (FIG. 3).
  • this includes Means a suitably trained graphics processor, the to display the markings accordingly programmable is.
  • Fig. 2 displayed in the video image fixed, the adjustment or positioning of the person with respect to the video camera 1 serving markers 6 ''.
  • the Person changes their position with respect to the video camera 1, until e.g. The head and feet of the person in the video image overlap with the respective markings 6 '' are.
  • the fade-in agent 5, as e.g. in the systems after the 1 and 3, may also be able to within the video image 4 characteristic points, lines or outline the person shown. From this can the size, position, etc. of the person shown in the video image 4 be recognized, and the insertion of the markers 6 accordingly be adapted, since these in relation to the size of shown person must stand.
  • the person shown in the Video image for example, only half as large, for example if the video camera 1 correspondingly far away would be arranged to the person, so would without changing the Einblendpositionen the markers shown in the example 6 this are displayed completely wrong, that is, an actual target position comparison would not be possible in this case. This adjustment can be done automatically, which expediently then happens when the person does not move.
  • the position e.g. person's head and feet and adjustment serving Markers in the video image are fade in.
  • the person must then position itself only to the video camera, that the in the video image shown head and feet with the respective Markings are congruent. In this case, the person must maintain this position during the exercise.
  • the fade-in means for fading in fixed Markings that are only ideal body endings define as well as to fade in with the person formed moving markers.
  • that is Blend in 5 also capable of moving speed the markers 6 according to the speed of movement to adapt to the person. This adjustment takes place in the case of automatic adaptation, when the Person moves.
  • the marker in their respective Parameters also manually variable to manual if necessary be able to correct or adjust.
  • the markers 6 in the form of These can also be points, for example, in the form of lines, e.g. in the form of a stylized person ("stickman") or the like can be faded in.
  • the egg end agent 5 still a conveniently integrated storage means be assigned in which the overlay data of the markers for different movements to be performed by the subject are stored, if necessary, selected by the subject can be.

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physical Education & Sports Medicine (AREA)
  • Rehabilitation Tools (AREA)
  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
  • Image Analysis (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft ein System zur Ermöglichung einer Selbstkontrolle hinsichtlich durchzuführender Körperbewegungsabläufe durch die sich bewegende Person.
Das Einüben bestimmter Bewegungen bzw. Bewegungsabläufe spielt beispielsweise im Rahmen der Rehabilitation eine wichtige Rolle. Hierbei trainiert der Proband oder Patient bestimmte Bewegungsabläufe, um die eigene Körperbeweglichkeit insgesamt zu trainieren oder aber um beispielsweise bestimmte Rörperpartien oder Muskelgruppen gezielt zu beeinflussen. Aber auch bei von Grund auf in ihrer Bewegungsmöglichkeit behinderten Personen ist das gezielte Einüben bestimmter Bewegungsabläufe ein wichtiges therapeutisches Element. Beim Einüben dieser Bewegungsabläufe bzw. beim Durchführen der Trainingsübungen ist häufig entscheidend, daß die Bewegungen "richtig" ausgeführt werden, das heißt, daß ein vorgegebener Bewegungsablauf bestmöglichst eingehalten wird. Wünschenswert wäre es dabei, Abweichungen möglichst noch in der Bewegung zu erkennen, um unmittelbar korrigieren zu können, so daß vermieden wird, daß eine Übung mehrfach "falsch" durchgeführt wird, was nicht zum angestrebten therapeutischen Erfolg führen kann. Im Gegenteil besteht hierbei sogar die Gefahr, daß aufgrund des "falschen" Bewegungsablaufs gar keine Verbesserung oder sogar eine Verschlechterung eintritt.
Die Selbstwahrnehmung der eigenen Bewegungen eines Probanden ist für eine hinreichende Kontrolle häufig nicht ausreichend, da die Selbstwahrnehmung gestört sein kann, zum Beispiel aufgrund bestimmter gesundheitlicher Störungen des Probanden, ferner ist es häufig nicht möglich, die Bewegungen visuell zu beobachten (Rückansicht, Seitenansicht). Schließlich kann bei Durchführung eines komplexen, dynamischen Verlaufs die Selbstwahrnehmung überfordert werden, das heißt, der Patient kann sich nicht sowohl auf die korrekte Durchführung des komplexen Bewegungsablaufs wie auch auf die Erfassung etwaiger Bewegungsfehler gleichzeitig konzentrieren. Um hier Abhilfe zu schaffen bestünde die Möglichkeit, einen externen Beobachter, also einen Trainer oder Therapeuten beizuziehen, was aufwendig und sehr teuer ist. Ferner besteht die Möglichkeit, Spiegel und ähnliches zur kontinuierlichen Selbstbeobachtung zu nutzen. Nachteilig hierbei ist, daß trotz allem die eigentliche ideale Körperstellung oder der ideale Bewegungsablauf nicht erkannt werden kann, das heißt, auch hiermit läßt sich keine hinreichende Kontrolle erreichen. Schließlich bleibt noch die Möglichkeit, den Bewegungsablauf mittels einer Videoaufzeichnung festzuhalten und anschließend zu betrachten und zu analysieren. Jedoch ist auch hier keine Selbstkontrolle während der Bewegung möglich.
Aus EP 0 700 694 A1 ist ein Trainings- und Diagnoseverfahren bekannt, bei dem der Trainierende eine Bewegung mit einem Trainingsgerät durchführen muß, wobei über Meßaufnahme die Bewegung erfaßt wird und in Form einer den Bewegungsverlauf darstellenden Kurve an einem Monitor angezeigt wird. Zu dieser Kurve kann eine vorgegebene, vom Trainierenden nachzuvollziehende Kurve eingeblendet werden.
In der WO 98/28053 wird ein Gerät zur Durchführung eines interaktiven Bewegungstrainings beschrieben, bei dem optimale Bewegungssequenzen in einem Speicher abgelegt sind. Während der Durchführung der Übungen erfaßt eine Videokamera ein Bild des Trainierenden, welches den gespeicherten Videosequenzen überlagert wird. Der Übende sieht in einem Monitor gleichzeitig sich selbst und die optimale Bewegungssequenz und kann eventuelle Abweichungen ausgleichen. Nachteilig ist dabei jedoch, daß sich der Trainierende hinsichtlich der Geschwindigkeit, mit der er eine Übung ausführt, der Geschwindigkeit anpassen muß, mit der die Videosequenz wiedergegeben wird. Diese Wiedergabegeschwindigkeit ist jedoch einstellbar.
Die US 3 408 750 beschreibt eine Vorrichtung, bei der die Position eines Golfspielers von einer Videokamera aufgenommen wird, wobei gleichzeitig eine Videoaufnahme eines optimalen Bewegungsablaufs in einem Monitor dargestellt wird. Es besteht jedoch keine Interaktivität zwischen der aufgenommenen und der echten Bewegung. Eine Anlage zum Einblenden eines optimalen Wurfpfades beim Basketballspiel durch einen Laserstrahl ist aus der US 5 365 427 bekannt. Das gezielte Trainieren und Kontrollieren einzelner Bewegungsabläufe ist auf diese Weise jedoch nicht möglich.
Der Erfindung liegt damit das Problem zugrunde, ein System der eingangs genannten Art anzugeben, das die genannten Nachteile vermeidet.
Zur Lösung dieses Problems ist ein System der eingangs genannten Art vorgesehen, erfindungsgemäß umfassend eine Videokamera und einen Monitor zum Ausgeben des aufgenommenen Videobildes sowie ein Mittel zum Einblenden wenigstens einer eine vorgegebene Bewegungs- oder Körperposition anzeigenden, sich bewegenden Markierung in das Videobild, wobei das Einblendmittel zum Erfassen charakteristischer Punkte, Linien, Umrisse o.dgl. der eine Bewegungssequenz ausführenden, in einer aufgenommenen Videobildsequenz gezeigten Person oder des gezeigten Personenbereichs und zur automatischen Anpassung der Bewegungsgeschwindigkeit der sich bewegenden Markierung an die Bewegungsgeschwindigkeit der sich bewegenden Person bzw. des Personenbereichs ausgebildet ist.
Das erfindungsgemäße System nutzt einerseits die Möglichkeit, mittels der Videokamera erfaßte Bilder "live" am Monitor wiederzugeben, so daß die Person den Bewegungsablauf unmittelbar am Bildschirm verfolgen kann. Mit dem ferner vorgesehenen Einblendmittel ist es nun mit besonderem Vorteil möglich, in das von der Videokamera gelieferte Livebild eine oder mehrere Markierungen einzublenden, die im Hinblick auf den beispielsweise vom Therapeuten vorgegebenen Bewegungsablauf ideale Körperstellung anzeigen. Dem Patienten wird also kontinuierlich die Soll-Stellung hinsichtlich des vorbekannten Bewegungsablaufs angezeigt, welche er sofort mit der aktuellen Ist-Stellung, in welcher er sich befindet, und die ihm anhand des Livevideobildes ersichtlich ist, vergleichen kann. Der Proband kann damit Abweichungen von der mittels den Markterungen angezeigten Soll-Stellung erkennen und sofort nachkorrigieren. Dies ermöglicht es, daß der Proband die "richtige" Bewegung erkennen und ausführen kann, so daß der mit dem Bewegungstraining zu erzielende therapeutische Erfolg auch erreicht werden kann. Als Markierung kann beispielsweise ein Punkt oder aber natürlich auch mehrere, beispielsweise verschiedenen Körperextremitäten zugeordnete Punkte eingeblendet werden, aber auch eine oder mehrere Linien, insbesondere in Form eines stilisierten Menschen ("Strichmännchen") oder aber in Form von Umrißlinien oder dgl. Zwischen diesen kann der Benutzer im Bedarfsfall auch wählen, je nach dem, welche Anzeigeform er persönlich zur Selbstkontrolle bevorzugt. Die durchzuführenden Bewegungen und die Lage der Markierungen werden von dem Trainer oder Therapeuten nach z.B. medizinischen Gesichtspunkten festgelegt.
Das Einblendmittel ist zum Einblenden einer sich bewegenden, eine vorgegebene ideale Körperbewegung anzeigenden Markierung ausgebildet. Die Markierung bewegt sich parallel zum und gleichzeitig mit dem Körper, das heißt, dem Probanden wird zu jedem Zeitpunkt die ideale Soll-Stellung angezeigt, die er mit der tatsächlichen Ist-Stellung gemäß seinem eigenen Videobild vergleichen kann. Dies ist dann zweckmäßig, wenn es nicht nur auf das Erreichen einer bestimmten Körperstellung wie im vorbeschriebenen Fall ankommt, sondern darauf, daß die Körperbewegung einer idealen Bewegungslinie oder -richtung folgt.
Für den Fall, daß es bei bestimmten Bewegungsabläufen nicht auf die Geschwindigkeit der Bewegung ankommt, zum Beispiel beim Krafttraining, kann erfindungsgemäß das zum Erfassen charakteristischer Punkte, Linien, Umrisse oder dgl. der eine Bewegungssequenz ausführenden, in einer aufgenommenen Videobildsequenz gezeigten Person oder des gezeigten Personenbereichs ausgebildete Einblendmittel zur automatischen Anpassung der Bewegungsgeschwindigkeit einer sich bewegenden Markierung an die Bewegungsgeschwindigkeit der sich bewegenden Person bzw. des Personenbereichs ausgebildet sein.
Das Mittel zum Einblenden der Markierung kann erfindungsgemäß in der Videokamera direkt integriert sein. Bei Videokameras ist das Einblenden von Graphikelementen, z.B. in Form eines Overlays, in das Videobild eine bekannte Standardfunktion, mit welcher z.B. die Zeit oder ein Datum als Text in den Videofilm eingeblendet werden kann. Das erfindungsgemäß in der Videokamera integrierte Mittel, ein Graphikprozessor, muß lediglich entsprechend der beim erfindungsgemäßen System einzublendenden Markierung konfiguriert bzw. programmiert sein. Alternativ dazu ist es natürlich auch möglich, das Mittel, also den Graphikprozessor, direkt im Monitor zu integrieren oder aber ein zwischengeschaltetes Einblendmittel beispielsweise in Form eines Personal Computers, welcher in der Kommunikationsverbindung zwischen der Videokamera und dem Monitor (z.B. einer Kommunikationsleitung) angeordnet ist, zu verwenden.
Das Einblendmittel kann erfindungsgemäß auch zum Einblenden einer während der Körperbewegung feststehenden Markierung ausgebildet sein. Das heißt, bei dieser Erfindungsalternative wird während der Körperbewegung, bei der beispielsweise gleichzeitig der rechte Arm und das rechte Bein in eine bestimmte Stellung geschwungen werden sollen, die jeweils vom Arm bzw. Bein einzunehmenden idealen Endstellungen angezeigt. .Der Proband erkennt hierbei, ob er nun seinen Arm oder sein Bein tatsächlich so weit schwinge, daß er die aus therapeutischer Sicht ideale Soll-Stellung erreicht, oder ob er beispielsweise zu kurz oder weit schwingt.
Wie beschrieben dient die oder dienen die Markierungen zur Angabe einer idealen Körper-Soll-Stellung. Das heißt, die Lage bzw. Größe und dgl. der Markierung muß der Position und der Größe etc. der im Videobild gezeigten Person angepaßt sein und in Relation dazu stehen. Die "Lage und Größe" der im Bild gezeigten Person hängt einerseits von der Größe der Person selbst ab, andererseits von der Einstellung der Videokamera bzw. deren Entfernung zur Person. Ferner auch davon, ob beispielsweise nur ein bestimmter Körperbereich dargestellt werden soll, zum Beispiel nur ein Bein, welches gezielt zu bewegen ist, und welches dann mit einer Zoomeinrichtung der Videokamera in das Videobild gerückt wird.
Um eine einfache Möglichkeit zu geben, mit welcher sichergestellt wird, daß die Person richtig bezüglich der Videokamera positioniert ist, damit die Markierungen bezüglich der im Videobild gezeigten Person an der bezogen auf die Größe der im Bild gezeigten Person richtigen Stelle eingeblendet werden, kann erfindungsgemäß eine oder mehrere Markierungen eingeblendet werden, die als Justierungsmarkierungen dienen und beispielsweise angeben, wo das Kopfende und wo die Füße und dergleichen im Videobild positioniert sein müssen. Der Trainierende muß dann lediglich seine Scellung bezüglich der Videokameras so wählen, daß sein Kopf und die Füße und dergleichen deckungsgleich mit den in das Videobild eingeblendeten Justierungsmarkierungen sind. Zusätzlich zu diesen, der Justierungen dienenden Markierungen werden dann die weiteren, die zu erreichende Bewegungs- oder Körperposition anzeigenden Markierungen eingeblendet. In diesem Fall muß der Trainierende bezüglich der Videokamera eine feste Position beibehalten.
Um eine einfache Anpassung und Korrelation zu ermöglichen kann erfindungsgemäß das Einblendmittel zum Erfassen charakteristischer Punkte, Linien, Umrisse oder dgl. der im aufgenommenen Videobild gezeigten, sich nicht bewegenden Person oder des gezeigten Personenbereichs und zur automatischen Anpassung der Markierung, insbesondere deren Größe und/oder Einblendposition in Abhängigkeit des Erfassungsergebnisses ausgebildet sein. Das Einblendmittel ist also in der Lage, anhand des Videobildes die relevanten Informationen bzgl. der gezeigten Person oder des Personenbereichs zu erfassen, so daß dann mittels entsprechender verarbeitungstechnik die Markierung, also beispielsweise die Größe des "Strichmännchens" in Relation zur Größe der erfaßten Person gesetzt werden kann. Dies geschieht zweckmäßig dann, wenn sich die Person nicht bewegt, da dann deren charakteristischen Punkte einfach zu erfassen sind.
Alternativ hierzu besteht die Möglichkeit, daß das Einblendmittel zum Erfassen charakteristischer Punkte, Linien, Umrisse oder dgl. der eine Bewegungssequenz ausführenden, in einer aufgenommenen Videobildsequenz gezeigten Person oder des gezeigten Personenbereichs und zur automatischen Anpassung der Markierung, insbesondere deren Größe und/oder Einblendposition in Abhängigkeit des Erfassungsergebnisses ausgebildet ist. Bei dieser Erfindungsausgestaltung wird also zunächst mittels der Videokamera eine vollständige Bewegungssequenz aufgezeichnet. Dies kann beispielsweise unter Aufsicht erfolgen, so daß der Proband die Bewegung in bestmöglicher Weise ausführt. Hierbei kann dann gleichzeitig erkannt werden, wozu der Proband momentan in der Lage ist, so daß ggf. in den Darstellungsablauf der Markierung zusätzlich zur automatischen Anpassung noch manuell eingegriffen werden kann, was erfindungsgemäß ebenfalls vorgesehen sein kann. Auf diese Weise kann also nach Art eines "Teach-in" die ideale Bewegungsvorgabe, also die Einblenddaten der Markierung entsprechend der tatsächlichen Bewegungsmöglichkeit des Probanden generiert und auf diesen speziell ausgerichtet werden. Der Trainer oder Therapeut kann also für den jeweiligen Probanden den spezifischen Soll-Bewegungsablauf, definiert durch die Markierung(en), generieren.
Wie beschrieben kann neben einer automatischen Anpassung/Variation auch eine manuelle Variierbarkeit der Größe und/oder der Einblendposition und/oder der Bewegungsgeschwindigkeit der Markierung vorgesehen sein.
In weiterer Erfindungsausgestaltung kann dem Einblendmittel ein Speichermittel zugeordnet sein, in dem für mehrere verschiedene vorbestimmte Körperbewegungssequenzen die jeweiligen Einblenddaten wenigstens einer Markierung abgelegt und bei Bedarf benutzerseitig anwählbar sind. Dies ermöglicht es einem Probanden, der im Rahmen seiner Rehabilitation oder seines Trainings mehrere unterschiedliche Bewegungssequenzen durchführen muß, den für die jeweilige Bewegungssequenz bestimmten Markierungsablauf anzuwählen, so daß dieser angezeigt wird.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus dem im folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiel sowie anhand der Zeichnungen. In diesen zeigen:
Fig. 1
ein System einer ersten Ausführungsform,
Fig. 2
ein System einer zweiten Ausführungsform, und
Fig. 3
ein System einer dritten Ausführungsform.
Das dort gezeigte erfindungsgemäße System besteht aus einer Videokamera 1, mittels welcher die Bewegungen einer Person 2 aufgenommen werden. Die Videokamera 1 ist über eine entsprechende Datenleitung mit einem Monitor 3 verbunden, auf dem das aufgenommene Videobild 4 live ausgegeben werden kann. Alternativ zur Datenleitung ist auch eine leitungslose Kommunikation denkbar. Zwischen Videokamera 1 und Monitor 3 ist ein Einblendmittel 5 geschaltet. Das Einblendmittel 5 dient dazu, in das gezeigte Videobild 4 wenigstens eine Markierung einzublenden, die eine ideale Soll-Körperstellung anzeigt, welche die einen bestimmten Bewegungsablauf durchführende Person 2 im Idealfall einnehmen sollte. Im gezeigten Beispiel werden in das Videobild 4 mehrere Markierungen 6 in Form von Punkten einblendet. Diese Punkte 6 sind von der Person 2 visuell wahrnehmbar. Im gezeigten Beispiel sind die Markierungen 6 den verschiedenen Körperextremitäten zugeordnet. Zwei Markierungen 6 sind den Füßen, zwei weitere Markierungen den Knien und die letzten beiden Markierungen den Händen zugeordnet. Anhand der gegebenen oder nicht gegebenen Deckung der Markierungen 6 mit den jeweiligen Körperteilen der Person 2 im Videobild 4 kann die Person 2 erkennen, ob ihre Körperstellung der durch die Markierungen 6 vorgegebenen Soll-Stellung entspricht oder nicht. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Bewegung insoweit korrekt ausgeführt, als die Stellung und die Haltung des linken Armes den Bewegungsvorgaben entspricht. Die Haltung des rechten Armes 7 weicht jedoch von der Soll-Stellung ab, da der im videobild 4 gezeigte Arm 7' nicht deckungsgleich mit der zugeordneten Markierung 6' ist. Die Person 2 kann diese Abweichung von der Soll-Stellung sofort während der Bewegung erkennen und entsprechend nachkorrigieren, so daß der folgende Bewegungsablauf der Soll-Stellung noch weiter angenähert durchgeführt werden kann.
Die Figuren 2 und 3 zeigen zwei Systemvarianten, bei denen das Einblendmittel 5 in der Videokamera integriert ist (Fig. 2), oder aber im Monitor (Fig. 3). In jedem Fall umfaßt das Mittel einen entsprechend ausgebildeten Graphikprozessor, der zur Einblendung der Markierungen entsprechend programmierbar ist. Ferner zeigt. Fig. 2 in das Videobild eingeblendete feststehende, der Justierung bzw. Positionierung der Person bezüglich der Videokamera 1 dienende Markierungen 6''. Die Person ändert solange ihre Position bezüglich der Videokamera 1, bis z.B. der Kopf und die Füße der Person im Videobild deckungsgleich mit den jeweiligen Markierungen 6'' sind.
Das Einblendmittel 5, wie es z.B. in den Systemen nach den Fig. 1 und 3 vorgesehen ist, kann ferner in der Lage sein, innerhalb des Videobildes 4 charakteristische Punkte, Linien oder Umrisse der gezeigten Person zu erfassen. Hieraus kann die Größe, Position etc. der gezeigten Person im Videobild 4 erkannt werden, und die Einblendung der Markierungen 6 entsprechend angepaßt werden, da diese in Relation zur Größe der gezeigten Person stehen müssen. Wäre die gezeigte Person im Videobild beispielsweise nur halb so groß dargestellt, beispielsweise wenn die Videokamera 1 entsprechend weit entfernt zur Person angeordnet wäre, so würden ohne Änderung der Einblendpositionen der im Beispiel gezeigten Markierungen 6 diese völlig falsch eingeblendet werden, das heißt, ein Ist-Soll-Stellungsvergleich wäre in diesem Fall nicht möglich. Diese Anpassung kann automatisch erfolgen, wobei dies zweckmäßigerweise dann geschieht, wenn sich die Person nicht bewegt.
Daneben besteht anstelle (oder gegebenenfalls zusätzlich zu) der automatischen Anpassung der Markierungslage bzw. -größe die Möglichkeit (wie bezüglich Fig. 2 beschrieben), daß mittels des Einblendmittels 5 feststehende, die Position z.B. des Kopfes und der Füße der Person und der Justierung dienenden Markierungen im Videobild einblendbar sind. Die Person muß sich dann nur so zur Videokamera positionieren, daß der im Videobild gezeigte Kopf und die Füße mit den jeweiligen Markierungen deckungsgleich sind. In diesem Fall muß die Person diese eingenommene Position während der Übung beibehalten.
Ferner ist das Einblendmittel zum Einblenden von feststehenden Markierungen, die lediglich ideale Körperendstellungen definieren wie auch zum Einblenden von sich mit der Person bewegenden Markierungen ausgebildet. Für den Fall, daß es bei dem durchgeführten Bewegungsablauf nicht auf die Einhaltung einer bestimmten Bewegungsgeschwindigkeit ankommt, ist das Einblendmittel 5 ferner in der Lage, die Bewegungsgeschwindigkeit der Markierungen 6 entsprechend der Bewegungsgeschwindigkeit der Person anzupassen. Diese Anpassung erfolgt im Falle einer automatischen Anpassung dann, wenn sich die Person bewegt. Daneben ist die Markierung in ihren jeweiligen Parametern auch manuell variierbar, um bei Bedarf von Hand nachkorrigieren oder anpassen zu können. Neben der in dem Beispiel gezeigten Ausführung der Markierungen 6 in Form von Punkten können diese beispielsweise auch in Form von Linien, z.B. in Form eines stilisierten Menschen ("Strichmänachen") oder dgl. einblendet werden. Schließlich kann dem Eiablendmittel 5 noch ein zweckmäßigerweise integriertes Speichermittel zugeordnet sein, in dem die Einblenddaten der Markierungen für verschiedene vom Probanden durchzuführende Bewegungsabläufe abgelegt sind, die bei Bedarf vom Probanden ausgewählt werden können.

Claims (12)

  1. System zur Ermöglichung einer Selbstkontrolle hinsichtlich durchzuführender Körperbewegungsabläufe durch die sich bewegende Person, umfassend eine Videokamera (1) und einen Monitor (3) zum Ausgeben des aufgenommenen Videobildes (4) sowie ein Mittel (5) zum Einblenden wenigstens einer eine vorgegebene Bewegungs- oder Körperposition anzeigenden, sich bewegenden Markierung (6) in das Videobild (4), dadurch gekennzeichnet, daß das Einblendmittel (5) zum Erfassen charakteristischer Punkte, Linien, Umrisse oder dergleichen der eine Bewegungssequenz ausführenden, in einer aufgenommenen Videobildsequenz gezeigten Person (2) oder des gezeigten Personenbereichs und zur automatischen Anpassung der Bewegungsgeschwindigkeit der sich bewegenden Markierung (6) an die Bewegungsgeschwindigkeit der sich bewegenden Person (2) bzw. des Personenbereichs ausgebildet ist.
  2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Einblendmittel (5) auch zum Einblenden einer während der Körperbewegung feststehenden, eine vorgegebene ideale Körperbewegung anzeigenden Markierung (6) ausgebildet ist.
  3. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel zum Einblenden wenigstens einer feststehenden, der Justierung der Person bezüglich der Videokamera (1) dienenden Markierung (6'') ausgebildet ist.
  4. System nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Einblendmittel (5) zum Erfassen charakteristischer Punkte, Linien, Umrisse o.dgl. der im aufgenommenen Videobild (4) gezeigten, sich nicht bewegenden Person (2) oder des gezeigten Personenbereichs und zur automatischen Anpassung der Markierung (6), insbesondere deren Größe und/oder Einblendposition in Abhängigkeit des Erfassungsergebnisses ausgebildet ist.
  5. System nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Einblendmittel (5) zum Erfassen charakteristischer Punkte, Linien, Umrisse o.dgl. der eine Bewegungssequenz ausführenden, in einer aufgenommenen Videobildsequenz gezeigten Person (2) oder des gezeigten Personenbereichs und zur automatischen Anpassung der Markierung (6), insbesondere deren Größe und/oder Einblendposition in Abhängigkeit des Erfassungsergebnisses ausgebildet ist.
  6. System nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe und/oder Einblendposition und/oder Bewegungsgeschwindigkeit der Markierung (6) manuell variierbar ist.
  7. System nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Einblendmittel (5) ein Speichermittel zugeordnet ist, in dem für mehrere verschiedenen vorbestimmte Körperbewegungssequenzen die jeweiligen Einblenddaten wenigstens einer Markierung (6) abgelegt und bei Bedarf benutzerseitig anwählbar sind.
  8. System nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Markierung (6) ein Punkt, eine Linie, insbesondere in Form eines stilisierten Menschen o.dgl. anzeigbar ist.
  9. System nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß verschiedene benutzerseitig wählbare Anzeigeformen vorgesehen sind.
  10. System nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Einblendmittel (5) in die Videokamera (1) integriert ist.
  11. System nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Einblendmittel (5) in dem Monitor (3) integriert ist.
  12. System nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet , daß das Einblendmittel (5) als separates Element innerhalb der Kommunikationsverbindung zwischen der Videokamera (1) und dem Monitor (3) angeordnet ist.
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