JP6283231B2 - Proficiency assessment method and program - Google Patents
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Description
本発明は、習熟度評価方法、およびプログラムに関する。 The present invention relates to a proficiency level evaluation method and a program.
近年、コンピュータビジョン技術による運動習得の支援が盛んに行われている。運動習得は、学校体育やスポーツクラブ、ダンス教室、リハビリセンターなど多くのシーンで必要となる。例えば、スポーツを例にあげると、モーションキャプチャシステムを利用してバーチャルリアリティ空間で模範者と訓練者の動きを視覚的に比較するシステムや、熟練者と訓練者の動きの違いを数値として算出するシステムなどが提案されている(例えば、非特許文献1、2参照)。 In recent years, support for exercise acquisition by computer vision technology has been actively performed. Exercise learning is necessary in many scenes such as school physical education, sports clubs, dance classes, and rehabilitation centers. For example, taking sports as an example, a motion capture system is used to visually compare the movements of the model person and the trainer in the virtual reality space, and the difference between the movements of the skilled person and the trainer is calculated as a numerical value. Systems have been proposed (see, for example, Non-Patent Documents 1 and 2).
非特許文献1、2のシステムを含め、運動習得を支援する従来技術は、主に熟練者と訓練者の動きの差異を比べることを目的としている。しかし、初級の訓練者がはじめから熟練者の動きを目標として訓練を行うことは、目標との乖離によるモチベーションの低下や無理な姿勢をすることによる怪我などにつながる恐れがある。また、熟練者との姿勢の差や数値の差を提示するだけでは、特に初心者には直感的にどこが悪いのかが分かりづらいという問題もある。
Prior arts that support exercise acquisition, including the systems of Non-Patent
上記事情に鑑み、本発明は、訓練者自身の動きから対象動作に対する習熟度を評価する習熟度評価方法、およびプログラムを提供することを目的としている。 In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a proficiency level evaluation method and program for evaluating a proficiency level for a target action from the movement of the trainee himself.
本発明の一態様は、習熟度評価装置が実行する習熟度評価方法であって、訓練者が動作を複数回試行したときの前記訓練者の3次元姿勢を示す3次元姿勢データに基づいて、複数試行間の前記動作の分散を定量的に表す値を算出する分散算出過程と、動作の分散を表す値と習熟度との関係に基づいて、前記分散算出過程において算出された動作の分散を表す前記値に対応した習熟度を算出する習熟度算出過程と、を有することを特徴とする習熟度評価方法である。 One aspect of the present invention is a proficiency level evaluation method executed by the proficiency level evaluation apparatus, based on three-dimensional posture data indicating the three-dimensional posture of the trainee when the trainee has tried the operation a plurality of times. Based on the relationship between the variance calculation process for quantitatively representing the variance of the motion among a plurality of trials and the value representing the variance of the motion and the proficiency level, the variance of the motion calculated in the variance calculation process is calculated. A proficiency level calculating process for calculating a proficiency level corresponding to the value to be expressed.
また、本発明の一態様は、上述する習熟度評価方法であって、前記分散算出過程は、各試行の前記3次元姿勢データを、当該3次元姿勢データから得られる所定の部位の位置の変化に基づいて動作のフェイズに分割するフェイズ分割過程と、前記フェイズ毎に、複数回試行の前記3次元姿勢データにおける前記フェイズの継続時間を正規化する時間長正規化過程と、前記フェイズ毎に、前記時間長正規化過程により正規化された前記3次元姿勢データを所定間隔でリサンプリングするリサンプリング過程と、複数回試行の前記3次元姿勢データにおける前記フェイズ毎の継続時間の分散と、前記リサンプリング過程によりリサンプリングされた前記3次元姿勢データから得られる所定の部位のフェイズ毎の軌跡のばらつきと、フェイズ毎にリサンプリングされた前記3次元姿勢データをならべた姿勢行列から得られる姿勢のばらつきと、のうち1以上から複数試行間の動作の分散を定量的に表す値を計算する試行間分散計算過程とを有する、ことを特徴とする。 Further, one aspect of the present invention is the proficiency level evaluation method described above, wherein the variance calculation process changes the position of a predetermined part obtained from the three-dimensional posture data, using the three-dimensional posture data of each trial. For each phase, a time length normalizing process for normalizing the duration of the phase in the three-dimensional posture data of a plurality of trials, and for each phase. A resampling process in which the three-dimensional posture data normalized by the time length normalization process is resampled at predetermined intervals; a dispersion of durations for each phase in the three-dimensional posture data of a plurality of trials; The variation of the trajectory for each phase of the predetermined part obtained from the three-dimensional posture data resampled by the sampling process, and the relocation for each phase. A posture variation obtained from a posture matrix obtained by arranging the sampled three-dimensional posture data, and an inter-trial variance calculation process for calculating a value that quantitatively represents the variance of motion among a plurality of trials from one or more of them. It is characterized by that.
また、本発明の一態様は、コンピュータを、訓練者が動作を複数回試行したときの前記訓練者の3次元姿勢を示す3次元姿勢データに基づいて、複数試行間の前記動作の分散を定量的に表す値を算出する分散算出部、動作の分散を表す値と習熟度との関係に基づいて、前記分散算出部が算出した動作の分散を表す前記値に対応した習熟度を算出する習熟度算出部、として機能させるためのプログラムである。 In one embodiment of the present invention, the computer quantifies the variance of the motion among a plurality of trials based on three-dimensional posture data indicating the three-dimensional posture of the trainee when the trainee tries the motion a plurality of times. A variance calculation unit for calculating a value representatively, and a proficiency for calculating a proficiency level corresponding to the value representing the variance of the motion calculated by the variance calculation unit based on a relationship between the value representing the variance of the motion and the proficiency level This is a program for functioning as a degree calculation unit.
本発明により、訓練者自身の動きから対象動作に対する習熟度を評価することが可能となる。 According to the present invention, it becomes possible to evaluate the proficiency level for the target motion from the trainer's own motion.
以下、図面を参照して本発明の一実施の形態を説明する。
一般に、動作の学習には、次の3つの段階があると言われている。試行錯誤の段階、意図的な調整の段階、自動化の段階である。試行錯誤の段階とは、動作について試行錯誤が行われているため、たまに良い結果がおきて偶然うまく行っているだけの段階である。意図的な調整の段階とは、どこに注意をしてどう修正すれば良いか分かっている段階である。そして、自動化の段階とは運動が洗練され意識することなく運動が可能な段階である。これは、例えば、文献「WIKIBOOKS、"Speech-Language Pathology/Stuttering/Fluency-Shaping Therapy/Motor Learning and Control"、インターネット<http://en.wikibooks.org/wiki/Speech-Language_Pathology/Stuttering/Fluency-Shaping_Therapy/Motor_Learning_and_Control>」に記載されている。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
In general, it is said that there are the following three stages in learning of motion. A trial and error stage, an intentional adjustment stage, and an automation stage. The trial-and-error stage is a stage in which good results are occasionally obtained and performed well by chance because trial-and-error has been performed on the operation. The stage of deliberate adjustment is the stage of knowing where to pay attention and how to correct it. The stage of automation is a stage where exercise is refined and exercise is possible without consciousness. This includes, for example, the literature “WIKIBOOKS,“ Speech-Language Pathology / Stuttering / Fluency-Shaping Therapy / Motor Learning and Control ”, Internet <http://en.wikibooks.org/wiki/Speech-Language_Pathology/Stuttering/Fluency- Shaping_Therapy / Motor_Learning_and_Control> ”.
上記の試行錯誤の段階は、適切な動作を模索しながら動作を繰り返すため、動作のばらつきは大きくなることが推測される。また、意図的な調整の段階では、課題の意識と調整を行うため、試行錯誤段階よりは小さいものの、動作がある程度ばらつく。そして、動作が洗練され自動化されると動作のばらつきが小さくなる。この知見に基づき、本実施形態の習熟度評価装置は、同一動作を複数回試行した場合の試行間の分散に基づいて習熟度の評価を行う。つまり、本実施形態の習熟度評価装置は、カメラで撮影された画像データや距離データから取得した訓練者の3次元姿勢に基づいて動作の習熟度を推定し、推定した習熟度をフィードバック表示する。このとき、本実施形態の習熟度評価装置は、3次元姿勢で示される訓練者自身の動きから対象動作に対する習熟度の評価を点数として算出し、その点数をフィードバックすることで運動習得の支援を行う。 In the trial and error stage described above, since the operation is repeated while searching for an appropriate operation, it is estimated that the variation in the operation becomes large. Also, in the intentional adjustment stage, since the task is conscious and adjusted, the operation varies to some extent although it is smaller than the trial and error stage. And if the operation is refined and automated, the variation in the operation becomes smaller. Based on this knowledge, the proficiency level evaluation apparatus of the present embodiment evaluates the proficiency level based on the variance between trials when the same operation is tried a plurality of times. That is, the proficiency level evaluation apparatus according to the present embodiment estimates the proficiency level of the operation based on the trainer's three-dimensional posture acquired from image data or distance data captured by the camera, and displays the estimated proficiency level in a feedback manner. . At this time, the proficiency level evaluation apparatus of the present embodiment calculates the proficiency level for the target motion as a score from the trainee's own movement indicated by the three-dimensional posture, and supports the acquisition of exercise by feeding back the score. Do.
図1は、本実施形態の習熟度評価装置の構成を示すブロック図である。
同図に示すように、習熟度評価装置100は、画像入力部101、3次元姿勢取得部102、分散算出部103、習熟度算出部104、習得支援情報記憶部105、アドバイス生成部106、及び習得支援情報表示部107を備えて構成される。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the proficiency level evaluation apparatus according to the present embodiment.
As shown in the figure, the proficiency
画像入力部101は、カメラなどの画像入力装置から人物の動作を撮影した画像である動作データを受け取る。画像入力部101は、一例として、市販のモーションキャプチャシステムや多視点カメラで構成することができる。また、一台のカメラや距離カメラを用いることも可能である。この動作データは、同一動作を複数回試行した画像を含む。3次元姿勢取得部102は、画像入力部101が取得した動作データから、複数回試行の3次元姿勢データを生成する。3次元姿勢データは、1以上の人体関節の3次元回転角行列として記述される。
The
分散算出部103は、3次元姿勢取得部102で取得した複数回試行の3次元姿勢データから、この複数回試行における動作の分散を計算する。分散算出部103は、この計算を、一般的な分散を用いることで行う。習熟度算出部104は、分散算出部103が計算した分散から訓練者の動作の習熟度を算出する。習熟度は、分散の上限及び下限とそれらの値の時の習熟度の値とに基づいて定義される任意の習熟度算出関数に、分散算出部103が計算した分散をパラメータとして代入することによって計算される。習得支援情報記憶部105は、分散算出部103が計算した分散や、習熟度算出部104が算出した習熟度を記憶する。
The
アドバイス生成部106は、習得支援情報記憶部105に記録された分散や習熟度を用いて訓練者へのアドバイスを示す支援メッセージを生成する。アドバイス生成部106は、テキストや画像に支援メッセージを付加することにより、訓練者へのアドバイスを行う。習得支援情報表示部107は、習得支援情報記憶部105に保存されている習得支援情報や、アドバイス生成部106が生成した支援メッセージを画像出力装置に出力する。画像出力装置は、例えば、画像を表示するディスプレイやプロジェクタであるが、画像を印刷するプリンタなどでもよい。
The
続いて、本実施形態の習熟度評価装置100の動作を説明する。
まず、画像入力部101は、画像入力装置から、対象の人物(訓練者)が複数回試行した同一動作を撮影した動作データを受信する。試行回数をM(Mは2以上の整数)とする。3次元姿勢取得部102は、画像入力部101が受信した動作データから、3次元姿勢データを生成する。画像入力装置に一台のカメラのみを用いた場合でも、3次元姿勢取得部102は、従来技術によって、3次元姿勢データの予測が可能である。
Next, the operation of the proficiency
First, the
図2は、分散算出部103の処理フローの一例である。
分散算出部103は、対象の人物の同一動作をM回試行した3次元姿勢データを、試行毎に分割する(ステップS201)。この分割は、手動によって行ってもよく、分散算出部103が、動作推定技術を用いて分割してもよい。
FIG. 2 is an example of a processing flow of the
The
分散算出部103は、対象の人物の試行m=1,...,Mの3次元姿勢データをそれぞれ、N(Nは1以上の整数)個の動作のフェイズに分割する(ステップS202)。分散算出部103は、フェイズ分割を、3次元姿勢データの任意の関節の変位情報や速度情報に基づいて行う。一例として、ゴルフスイングは、一般的に、バックスイング、ダウンスイング、フォロースルーの3つのフェイズに分割可能である。この場合、分散算出部103は、手首の関節の位置の変位情報を利用して3次元姿勢データをフェイズに分割することができる。
The
図3は、分散算出部103によるフェイズ分割の概念図である。図3(a)は、試行1(Trial 1)の3次元姿勢データが示す人物の状態(State)を、フェイズ1(Phase 1)〜フェイズ3(Phase 3)にフェイズ分割したときの概念図を示す。また、図3(b)は、試行2(Trial 2)の3次元姿勢データが示す人物の状態(State)を、フェイズ1(Phase 1)〜フェイズ3(Phase 3)にフェイズ分割したときの概念図を示す。なお、状態(State)は、フェイズ分割の際に用いる関節の座標位置であり、3次元姿勢データの値もしくはその値を用いて算出される。例えば、この座標位置には、手首や足の3次元座標位置やy座標位置など任意のものを利用することができる。上述したゴルフスイングの例の場合、分散算出部103は、座標位置が示す手首位置の変位の微分値の符号変化により、3次元姿勢データをバックスイング、ダウンスイング、フォロースルーの3つのフェイズに分割する。各フェイズn(n=1,...,N)はそれぞれ、時間長(継続時間)dnをもつ。このように、1回ずつの試行をフェイズに分割することでより、詳細な分析が可能となる。分散算出部103は、フェイズ分割を試行m=1,...,Mの3次元姿勢データについて繰り返す。各フェイズに分割された3次元姿勢データを、フェイズ動作データを記載する。
FIG. 3 is a conceptual diagram of phase division by the
図2の処理フローにおいて、分散算出部103は、分割したフェイズ1〜Nの中から、まだ処理対象として選択していない最も小さいフェイズを処理対象のフェイズである処理フェイズnとして選択する(ステップS203)。
In the processing flow of FIG. 2, the
分散算出部103は、フェイズnの試行m=1,...,Mの3次元姿勢データの時間長を正規化する(ステップS204)。
図4は、分散算出部103による時間正規化の概念図である。一般に、同一フェイズでも各試行により継続時間が異なる。処理フェイズnの試行m(Trial m)における時間長dnをdmとする。図4(a)に示すように、処理フェイズnがフェイズ1(Phase 1)である場合、試行1(Trial 1)の時間長d1であるd1と、試行2(Trial 2)の時間長d1であるd2とは異なっている。そこで、分散算出部103は、分散を計算する前に、試行m=1,...,Mの時間長dm(継続時間幅)をフェイズ毎に一定にそろえる。例えば、分散算出部103は、処理フェイズnの試行m=1,...,Mの時間長dnに基づいて、処理フェイズnの正規化後の時間長を決定する。例として、分散算出部103は、処理フェイズnの試行m=1,...,Mの時間長dnのうち最も長いもの、最も短いもの、あるいは、平均など、任意に正規化後の時間を決める。分散算出部103は、処理フェイズnの試行m=1,...,Mの時間長dnが正規化後の時間長となるように、試行m=1,...,Mの3次元姿勢データの時間を変換する。
The
FIG. 4 is a conceptual diagram of time normalization by the
図2の処理フローにおいて、分散算出部103は、時間正規化されたフェイズnの3次元姿勢データを、一定間隔sでリサンプリングし、リサンプリング姿勢データを得る(ステップS205)。
図4(b)は、分散算出部103によるリサンプリングの概念図である。分散算出部103は、このリサンプリング姿勢データを線形内挿等の手法により計算する。リサンプリング姿勢データは、3次元姿勢データと同様に、人体関節の3次元回転角行列を示す。pm(同図においてはm=1,2)は、試行mのフェイズの分割点、tmは試行mのリサンプリングした結果からなる軌跡である。
In the processing flow of FIG. 2, the
FIG. 4B is a conceptual diagram of resampling by the
図2の処理フローにおいて、分散算出部103は、処理フェイズnの継続時間の分散Vd、軌跡のばらつきVt、及び姿勢のばらつきVpの各分散を算出する(ステップS206)。まず、分散算出部103は、継続時間の分散Vd(n)を、処理フェイズnの試行m=1,...,Mそれぞれの3次元姿勢データにおける時間長dnである継続時間d1,...,dMの分散により算出する。
In the processing flow of FIG. 2, the
次に、分散算出部103は、軌跡のばらつきVt(n)を、ステップS205において得られたリサンプリング姿勢データから算出する。ここで、軌跡とは、例えば、手首位置など任意に決めた所定の部位の3次元座標値を用いることが可能である。
分散算出部103は、処理フェイズnの試行m=1,...,Mそれぞれのリサンプリング姿勢データから所定の部位の3次元座標値を読み出し、軌跡t1(i),...,tM(i)を得る。i(1=1,...,I)は、同一の試行におけるリサンプリングのサンプル番号であり、tm(i)は、試行mのサンプル番号iのリサンプリング姿勢データから得られた所定の部位の3次元座標値である。分散算出部103は、サンプル番号i=1,...,Iのそれぞれについて軌跡t1(i),...,tM(i)の分散を算出し、それらの分散の和を軌跡のばらつきVt(n)とする。
Next, the
The
なお、軌跡は各フェイズにおいて任意の箇所をK個選ぶことによりK個計算することも可能である。K個の箇所を選んで軌跡を得た場合、分散算出部103は、K個の場所それぞれについて軌跡のばらつきVt(n)を算出する。k(k=1,...,K)個目の場所について算出した軌跡のばらつきVt(n)を、Vt(n,k)とする。
It should be noted that K trajectories can be calculated by selecting K arbitrary locations in each phase. When the locus is obtained by selecting K locations, the
分散算出部103は、姿勢のばらつきVp(n)を、フェイズnの分割点におけるリサンプリング後の3次元姿勢行列Y1,...,YMの分散を求めることで計算する。3次元姿勢行列Ym(m=1...,M)は、フェイズnのサンプル番号i=1,...,Iまでのリサンプリング姿勢データと、ポーズpnのリサンプリング姿勢データを並べた行列である。
なお、分散算出部103は、処理フェイズnが1である場合、Vp(N+1)も算出する。Vp(N+1)は、フェイズ1の開始時点の3次元姿勢行列Y1,...,YMの分散であり、各3次元姿勢行列Ym(m=1...,M)は、フェイズ1の開始時点におけるリサンプリング姿勢データである。
The
Note that, when the processing phase n is 1, the
分散算出部103は、姿勢のばらつきVp(n)を計算する時には、3次元姿勢行列Y1,...,YMをそのまま利用することの他に、3次元姿勢行列Y1,...,YMに含まれる上半身や下半身の一部分のデータのみを利用して分散を計算してもよい。このように、一部分のデータのみを利用することで、上半身の分散や下半身の分散など部位ごとの分散を計算可能である。部位をL個使用する場合、各フェイズnについてVp(n)はL個算出される。l(l=1,...,L)個目の場所について算出した姿勢のばらつきVp(n)を、姿勢のばらつきVp(n,l)とする。
分散算出部103は、算出した処理フェイズnの継続時間の分散Vd(n)、軌跡のばらつきVt(n)、及び姿勢のばらつきVp(n)を習得支援情報記憶部105に書き込む。
The
The
分散算出部103は、フェイズNまでの全てを処理フェイズとして選択したかを判断する(ステップS207)。分散算出部103は、まだ選択していないフェイズがあると判断した場合(ステップS207:YES)、ステップS203からの処理を繰り返す。
分散算出部103は、フェイズNまでの全てを処理フェイズとして選択したと判断した場合(ステップS207:NO)、複数回試行における動作の分散を算出する(ステップS208)。分散算出部103は、n=1,...,Nの継続時間の分散Vd(n)、及び、軌跡のばらつきVt(n)、ならびに、n=1,...,(N+1)の姿勢のばらつきVp(n)を習得支援情報記憶部105から読み出す。分散算出部103は、上記で算出した継続時間の分散Vd(n)、軌跡のばらつきVt(n)、及び姿勢のばらつきVp(n)といった複数の分散の重み付け平均Vaveの値を、以下の式(1)により計算する。平均Vaveは、複数試行間の動作の分散を定量的に表す値である。
The
If the
式(1)において、wd、wt、wpは、継続時間の分散、軌跡のばらつき、姿勢のばらつきそれぞれの重みであり、任意に設定可能である。特別な場合を除きこの重みには1を用いることが可能である。分散算出部103は、算出した平均Vaveを習得支援情報記憶部105に書き込む。なお、継続時間の分散Vd(n)、軌跡のばらつきVt(n)、及び姿勢のばらつきVp(n)のうち一部を用いて、複数試行間の動作の分散を定量的に表す値を算出してもよい。
In Expression (1), w d , w t , and w p are weights of the dispersion of the duration, the variation of the trajectory, and the variation of the posture, and can be arbitrarily set. Except in special cases, it is possible to use 1 for this weight. The
習熟度算出部104は、習得支援情報記憶部105から分散算出部103が算出した分散の平均Vaveを読み出して関数f(Vave)に代入することにより、習熟度Pを0以上100以下の値で計算する。
図5、及び図6は、動作の分散から習熟度を算出する関数f(Vave)の例を示す図である。同図に示すように、関数f(Vave)は、システム設計者が決定したVaveの最小値min(Vave)において100、Vaveの最大値max(Vave)において0となる、傾きが0以下の関数である。このように、関数f(Vave)は、システム設計者が決定したmin(Vave)、max(Vave)を通り、分散が小さいほど習熟度Pが大きくなるような任意の関数によって規定することが可能である。習熟度算出部104は、このように、動作の分散を表す値と習熟度との関係を表す関数を用いて算出した習熟度Pを習得支援情報記憶部105に書き込む。
The proficiency
5 and 6 are diagrams illustrating examples of the function f (V ave ) for calculating the proficiency level from the variance of actions. As shown in the figure, the function f (V ave) becomes 100, V maximum value max (V ave) at 0 in ave at the minimum value min of the V ave the system designer has determined (V ave), the slope Is a function of 0 or less. As described above, the function f (V ave ) is defined by an arbitrary function that passes through min (V ave ) and max (V ave ) determined by the system designer, and the proficiency level P increases as the variance decreases. It is possible. In this way, the proficiency
アドバイス生成部106は、分散算出部103と習熟度算出部104が計算した値を習得支援情報記憶部105から読み出し、これらの値を元に練習のアドバイスを示す情報を生成する。例えば、習熟度Pの値によって、初級・中級・上級などのレベルを決定することが可能である。一例として、各レベルにおける習熟度Pの上限と下限をあらかじめ決めて習得支援情報記憶部105(あるいはアドバイス生成部106が備える図示しない記憶部)に記憶しておく。アドバイス生成部106は、習熟度算出部104が計算した習熟度Pに対応したレベルを習得支援情報記憶部105から読み出す。また、アドバイス生成部106は、分散算出部103が算出した分散Vd(n)、Vt(n)、Vp(n)の中で最も大きくなる箇所を検出し、箇所に基づいて注意を促す支援メッセージを生成することが可能である。また、例えば、予め最も大きい分散の種類それぞれに対応付けてアドバイスを示す支援メッセージを習得支援情報記憶部105(あるいはアドバイス生成部106が備える図示しない記憶部)に記憶しておく。アドバイス生成部106は、分散算出部103が算出した分散Vd(n)、Vt(n)、Vp(n)のうち最も大きい分散の種類に対応する支援メッセージを習得支援情報記憶部105から読み出す。
The
習得支援情報表示部107は、分散算出部103、習熟度算出部104、アドバイス生成部106により得られた結果を出力する。
図6は、習得支援情報表示部107が画像出力装置に表示させる画像の例を示す図である。同図に示すように、習得支援情報表示部107は、訓練者の3次元姿勢動画データ、習熟度のスコア、初級・中級・上級のレベルなどの習得支援情報と、支援メッセージをディスプレイに表示させる。訓練者の3次元姿勢動画データは、画像入力部101が画像入力装置から受けた3次元姿勢動画データである。また、習熟度のスコアは、習熟度算出部104が算出した習熟度Pの値である。レベルは、アドバイス生成部106が決定した初級・中級・上級のレベルであり、支援メッセージは、分散算出部103が算出した各種分散の値に基づいてアドバイス生成部106が生成した支援メッセージである。
The learning support
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of an image that the learning support
本実施形態によれば、訓練者の複数回試行動作から習熟度を点数として計算し、訓練者に直感的なフィードバック表示をすることが可能となる。この効果を生み出す技術的なポイントは、同一動作の複数回試行から分散を用いて習熟度を算出する点である。 According to the present embodiment, it is possible to calculate the proficiency level as a score from a plurality of trial operations of the trainee and display intuitive feedback to the trainee. The technical point that produces this effect is that the proficiency level is calculated using variance from multiple trials of the same action.
上述した実施形態における習熟度評価装置100の機能をコンピュータで実現するようにしても良い。その場合、この機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現しても良い。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでも良い。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
You may make it implement | achieve the function of the
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。 The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to this embodiment, and includes designs and the like that do not depart from the gist of the present invention.
運動習得を支援するために利用可能である。 It can be used to support exercise acquisition.
100…習熟度評価装置, 101…画像入力部, 102…3次元姿勢取得部, 103…分散算出部, 104…習熟度算出部, 105…習得支援情報記憶部,106…アドバイス生成部, 107…習得支援情報表示部
DESCRIPTION OF
Claims (2)
訓練者が動作を複数回試行したときの前記訓練者の3次元姿勢を示す3次元姿勢データに基づいて、複数試行間の前記動作の分散を定量的に表す値を算出する分散算出過程と、
動作の分散を表す値と習熟度との関係に基づいて、前記分散算出過程において算出された動作の分散を表す前記値に対応した習熟度を算出する習熟度算出過程と、
を有し、
前記分散算出過程は、
各試行の前記3次元姿勢データを、当該3次元姿勢データから得られる所定の部位の位置の変化に基づいて動作のフェイズに分割するフェイズ分割過程と、
前記フェイズ毎に、複数回試行の前記3次元姿勢データにおける前記フェイズの継続時間を正規化する時間長正規化過程と、
前記フェイズ毎に、前記時間長正規化過程により正規化された前記3次元姿勢データを所定間隔でリサンプリングするリサンプリング過程と、
複数回試行の前記3次元姿勢データにおける前記フェイズ毎の継続時間の分散と、前記リサンプリング過程によりリサンプリングされた前記3次元姿勢データから得られる所定の部位のフェイズ毎の軌跡のばらつきと、フェイズ毎にリサンプリングされた前記3次元姿勢データをならべた姿勢行列から得られる姿勢のばらつきと、のうち1以上から複数試行間の動作の分散を定量的に表す値を計算する試行間分散計算過程とを有する、
ことを特徴とする習熟度評価方法。 A proficiency evaluation method executed by the proficiency evaluation device,
A variance calculation process for calculating a value that quantitatively represents the variance of the motion between a plurality of trials based on three-dimensional posture data indicating the three-dimensional posture of the trainee when the trainee has tried the motion a plurality of times;
A proficiency level calculation process for calculating a proficiency level corresponding to the value indicating the variance of the behavior calculated in the variance calculation process based on the relationship between the value level indicating the variance of the motion and the proficiency level;
Have
The variance calculation process includes:
A phase division process of dividing the three-dimensional posture data of each trial into phases of motion based on a change in position of a predetermined part obtained from the three-dimensional posture data ;
For each phase, a time length normalization process for normalizing the duration of the phase in the three-dimensional posture data of a plurality of trials;
For each phase, a resampling process of resampling the three-dimensional posture data normalized by the time length normalization process at predetermined intervals;
Dispersion of duration for each phase in the three-dimensional posture data of a plurality of trials, variation in trajectory for each phase of a predetermined portion obtained from the three-dimensional posture data resampled by the resampling process, and phase An inter-trial variance calculation process for calculating a pose variation obtained from a posture matrix obtained by re-sampling the three-dimensional posture data resampled every time and a value that quantitatively represents a variance of motions among a plurality of trials from one or more. And having
A proficiency evaluation method characterized by that.
訓練者が動作を複数回試行したときの前記訓練者の3次元姿勢を示す3次元姿勢データに基づいて、複数試行間の前記動作の分散を定量的に表す値を算出する分散算出部、
動作の分散を表す値と習熟度との関係に基づいて、前記分散算出部が算出した動作の分散を表す前記値に対応した習熟度を算出する習熟度算出部、
として機能させ、
前記分散算出部は、
各試行の前記3次元姿勢データを、当該3次元姿勢データから得られる所定の部位の位置の変化に基づいて動作のフェイズに分割するフェイズ分割処理と、
前記フェイズ毎に、複数回試行の前記3次元姿勢データにおける前記フェイズの継続時間を正規化する時間長正規化処理と、
前記フェイズ毎に、前記時間長正規化処理により正規化された前記3次元姿勢データを所定間隔でリサンプリングするリサンプリング処理と、
複数回試行の前記3次元姿勢データにおける前記フェイズ毎の継続時間の分散と、前記リサンプリング処理によりリサンプリングされた前記3次元姿勢データから得られる所定の部位のフェイズ毎の軌跡のばらつきと、フェイズ毎にリサンプリングされた前記3次元姿勢データをならべた姿勢行列から得られる姿勢のばらつきと、のうち1以上から複数試行間の動作の分散を定量的に表す値を計算する試行間分散計算処理とを行うプログラム。 Computer
A variance calculating unit that calculates a value that quantitatively represents the variance of the motion between a plurality of trials based on three-dimensional posture data indicating the three-dimensional posture of the trainer when the trainee has tried the motion a plurality of times;
A proficiency level calculating unit that calculates a proficiency level corresponding to the value representing the variance of the behavior calculated by the variance calculating unit, based on a relationship between the value indicating the variance level of the motion and the proficiency level;
Function as
The variance calculation unit
A phase division process that divides the three-dimensional posture data of each trial into phases of motion based on a change in position of a predetermined part obtained from the three-dimensional posture data ;
For each phase, a time length normalization process for normalizing the duration of the phase in the three-dimensional posture data of a plurality of trials;
A resampling process for resampling the 3D posture data normalized by the time length normalization process at predetermined intervals for each phase;
Dispersion of duration for each phase in the three-dimensional posture data of a plurality of trials, variation in trajectory for each phase of a predetermined part obtained from the three-dimensional posture data resampled by the resampling process, and phase Inter-trial variance calculation processing that calculates a value that quantitatively represents the variance of the motion between one or more trials from one or more of the posture variations obtained by arranging the three-dimensional posture data resampled every time. A program that performs
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