市販のデジタルビデオカメラを用いた安価な動作解析システムの構築

○研究目的ヒト実験では関節位置の変動などを調べるために、2次元、3次元の動作解析装置がよく使用されている。しかしながら、それらの動作解析装置は非常に高価であり、広い場所を必要とするものも多い。そこで、本研究では市販の安価なデジタルビデオカメラを用いて動作解析システムを構築し、その性能を評価することを目的とする。○研究方法市販のデジタルビデオカメラで撮影した動画からマーカー位置を抽出し、位置データに変換するシステムの開発を目指す。初めに様々なマーカーを作成した後、解析プログラムの検討とマーカーの選択を行う。市販の2次元動作解析装置(POSITION SENSOR SYSTEM、浜松ホトニクス社製)を用いてマーカーの動きを同時記録し比較することで、システムの性能を評価する。○研究成果球状と半球状のマーカーを作成し、半球状のマーカーには反射テープを貼り付けた。マーカーの動きはデジタルビデオカメラで撮影し、PCに取り込み1フレームずつ解析した。画像解析は指定した範囲の画像をtemplateとし、以降の画像とmatchingすることで行う。今回はmatchingの手法として相互相関と差分画像の2種類を検討した。試作したマーカーを長さ1mの振子に取り付け、振子を動かした時のマーカーの動きをデジタルビデオカメラで撮影し、POSITION SENSOR SYSTEMでも同時に計測した。今回の撮影条件では球状のマーカーでは動きを追跡できず、反射テープを貼り付けた半球状のマーカーではどちらのmatching手法でもPOSITION SENSOR SYSTEMと同様に動きを計測できた。今回構築した動作解析システムは時間分解能33ms、空間分解能3mm/pixelと市販のものより悪いものの、マーカーの数を増やせる点で利点があると考えられる。

○研究目的ヒト実験では関節位置の変動などを調べるために、2次元、3次元の動作解析装置がよく使用されている。しかしながら、それらの動作解析装置は非常に高価であり、広い場所を必要とするものも多い。そこで、本研究では市販の安価なデジタルビデオカメラを用いて動作解析システムを構築し、その性能を評価することを目的とする。○研究方法市販のデジタルビデオカメラで撮影した動画からマーカー位置を抽出し、位置データに変換するシステムの開発を目指す。初めに様々なマーカーを作成した後、解析プログラムの検討とマーカーの選択を行う。市販の2次元動作解析装置(POSITION SENSOR SYSTEM、浜松ホトニクス社製)を用いてマーカーの動きを同時記録し比較することで、システムの性能を評価する。○研究成果球状と半球状のマーカーを作成し、半球状のマーカーには反射テープを貼り付けた。マーカーの動きはデジタルビデオカメラで撮影し、PCに取り込み1フレームずつ解析した。画像解析は指定した範囲の画像をtemplateとし、以降の画像とmatchingすることで行う。今回はmatchingの手法として相互相関と差分画像の2種類を検討した。試作したマーカーを長さ1mの振子に取り付け、振子を動かした時のマーカーの動きをデジタルビデオカメラで撮影し、POSITION SENSOR SYSTEMでも同時に計測した。今回の撮影条件では球状のマーカーでは動きを追跡できず、反射テープを貼り付けた半球状のマーカーではどちらのmatching手法でもPOSITION SENSOR SYSTEMと同様に動きを計測できた。今回構築した動作解析システムは時間分解能33ms、空間分解能3mm/pixelと市販のものより悪いものの、マーカーの数を増やせる点で利点があると考えられる。