Žmogaus pozicijų sugretinimo papildinys judesių jutimo įrenginiui

Technorama 2018

Autoriai: Tautvydas Petkus, Karolis Ryselis

Vadovas: Tomas Blažauskas

Aprašymas:

Judesių jutikliai – tai įrenginiai, galintys atpažinti ir išskirti esantį žmogų filmuojamoje aplinkoje. Esamos technologijos gali ne tik įvardinti, ar žmogus yra matomas, tačiau ir sekti jo judėjimo trajektoriją, interpretuoti, kokia yra žmogaus forma ir pozicija trimatėje aplinkoje. Kai kurie įrenginiai (pvz. “Microsoft Kinect”) pateikia algoritmus, gebančius atlikti analizę realiu laiku ir nustatyti, kurios matomos vaizdo dalys yra atitinkamos žmogaus kūno dalys (galva, plaštaka, krūtinė, kojos ir t.t.). Pastarosios programinės įrangos ypatybės suteikia galimybes pritaikyti jutiklius įvairioms sritims – video žaidimams, filmų montavimui, reklamai.

Dažnas esamos technologijos panaudojimo atvejis – dvejų žmonių pozicijos, judesių palyginimas. Pavyzdžiai:

  • Ar žmogus, matomas jutiklio, atlieka judesį teisingai pagal iš anksto nustatytus reikalavimus
  • Ar pora ar daugiau asmenų, matomų jutiklio, yra vienodo sudėjimo, esantys tokiose pačiose fizinėse pozicijose, atliekantys tokius pačius gestus.

 

Tokia taikymo sritis susiduria su techniniais sunkumais ir iššūkiais, kurių dabartinė programinė įranga negali įvertinti ir apdoroti. Svarbiausia – algoritmai negali atitinkamai įvertinti skirtingų žmonių sudėjimų, ūgių, atstumo iki kameros. To pasekoje, dvejų ar daugiau žmonių formų palyginimas tampa apsunkintas, netikslus. Tas pats asmuo gali būti atpažintas jutiklio skirtingai vien dėl pasikeitusios vartotojo stovėjimo padėties. Tuo pačiu, žmogaus kūno dalių interpretatoriai negali tikslingai apdoroti informacijos, esant fiziniams trikdžiams (sudėtingos pozicijos kaip gulėjimas, stovėjimas šonu), dėl kurių kai kurios kūno fizinės dalys (rankos, kojos) negali būti įvertintos, nes jos tiesiog nėra matomos kameros.

Išradimo tikslas yra sukurti programinės įrangos papildinį, gebantį apdoroti šias iškilusias problemas, pasinaudojus jutiklio gylio kamera. Idėjai realizuoti pasirinktas Hausdorfo atstumo skaičiavimas. Hausdorfo atstumas yra kiekybinė metrika, parodanti skirtumo tarp dviejų taškų rinkinių įvertinimą. Vienas taškų rinkinys laikomas šablonu, kitas – lyginamuoju siluetu. Darbe naudojama euristinė Hausdorfo atstumo metrika – skaičiuojamas apytikslis Hausdorfo atstumas siekiant pasiekti kuo didesnę figūrų palyginimo spartą. Palyginant siluetą su šablonu reikalingos papildomos transformacijos, kurios eliminuoja skirtumus tarp siluetų dydžių ir absoliutinių padėčių. Jos realizuotos remiantis Prokrusto analizės schema, iš kurios darbo metu buvo išvesti greitai apskaičiuojami transformacijų parametrai. Šių algoritmų optimalios realizacijos leidžia realiu laiku lyginti siluetą su šablonu.

Naudojant sukurtą programinės įrangos papildinį, įmanoma sugretinti bei palyginti bet kokių dvejų asmenų fizinį panašumą nepaisant jų sudėjimo, aukščio ar pozicijos jutiklio kameros atžvilgiu. Sukurtas produktas išsprendžia technines problemas, dėl kurių jutiklių funkcinės galimybės yra vis dar apribotos video žaidimų kūrime, sveikatingumo bei fizinio aktyvumo taikomosiose programose.

Papildinys yra šiuo metu kuriamas “Microsoft Kinect” judesių jutikliui, tačiau produktas gali būti nesunkiai pritaikomas bet kokio kito gamintojo įrenginiui, gebančiam išgauti žmogaus siluetą panaudojus gylio kamerą. Papildinio veikimo aplinka – taikomoji programinė įranga, kuriai yra reikalinga sukurta žmogaus pozicijų sugretinimo funkcija. Dėl šių priežasčių nėra reikalingas joks fizinis ar programinis judesių jutiklio modifikavimas, norint pasiekti norimą rezultatą žmonių judesių palyginime.

Duration:
2016 - 2016

We are using cookies to provide statistics that help us give you the best experience of our site. You can find out more or switch them off if you prefer. However, by continuing to use the site without changing settings, you are agreeing to our use of cookies.
I agree