人体のような多関節物体の動作や姿勢を、画像を用いて認識、記述しようとする試み は、機械の制御、コミュニケーションの手段などの目的でさかんに行われている。しか し、人体は複雑な形状をしておりかつ非剛体な変形を伴うため、その動作・姿勢の画像か らの解析には困難を要する。
そこで、本研究では人間との親和性および処理の軽減を考慮し、従来の問題点を解決す るための新しい手法を提案した。
まず、同一物体上では同様の性質を持つオプテォカルフローを活用し、この局所的な情 報を領域を持ったモデルを用いて統合することによって大局的な信頼性のある情報とし た。また、人物領域を体節ごとの領域に分割することで、各体節からの情報を得、さらに それを統合することで人物全体の姿勢を追跡する方法を行った。
また、本手法ではオプティカルフローから三次元運動を解析し、領域単位で統合するこ とで、人体の三次元動作および姿勢を推定した。
以上の本手法による有効性を確認するために実験を行った。実験結果は、視覚的な評価 しか行っていないが、十分満足する結果が得られた。
ただし問題点も明らかになった。本手法は空間内での姿勢を推定する際、z成分(奥行 き成分)を簡単な推測により求めたが、値の正確性が充分でなかったことや認識可能な姿 勢が限定されてしまった。今後は、より正確かつ幅広い姿勢に対応できるような手法を確
また、今回は対象を人体の腕に限定し、回転運動のみの解析を行うことで動作および姿 勢の認識を行った。今後は更に幅広い対象に対応させるためにも、並進運動を含む三次元 運動の解析法を確立する必要がある。
謝辞
本研究を行うにあたり, 御指導御鞭撻を戴いた北陸先端科学技術大学院大学阿部 亨 助 教授に深く感謝致します.
また、さまざまな面で御教授戴きました、堀口 進 教授に心から感謝致します. 小谷 一孔 助教授には修士論文審査に関して、御指導戴き、誠に感謝致します。
木村 正行 教授には, サブテーマで熱心に御指導を戴き, 厚く御礼申し上げます. また, 日頃よりお世話になった研究室の皆様に心より感謝致します.
参考文献
[1] 亀田能成,美濃導彦,池田克夫, シルエット画像からの関節物体の姿勢推定法, 信学論
(D-I I), vol.J79-D-I I, no.1, pp. 26-35, 1993.
[2] Barron,Fleet,Beauchemin, Performance of Optical Flow Techniques, PhD
Disserta-tion, Dept.of Computer Science, Carnegie-Mellon Univ. ,1984.
[3] 島田伸敬, 白井良明,久野義徳, 確率に基づく探索と照合を用いた画像からの手指の3 次元姿勢推定, 電子情報通信学会論文誌,D-II Vol.J79-D-II No.7 pp.1210{1217, Jul 1996.
[4] 倉掛政治,ラマカント ネヴァティア, 関節のある運動物体の記述と追跡,信学論(D-II),
vol.J76-D-I I, no.4, pp. 854-862, 1993.
[5] 木本伊彦, 梶谷昭彦,安田靖彦, スティックモデルに基づく単眼視動画像からの人体歩 行運動の解析の一手法, 信学論(D-II), vol.J74-D-I I, no.3, pp. 376-387, 1991.
[6] 安藤栄治, 動画像の領域分割に基づく人体の姿勢推定と追跡に関する研究, 北陸先端 科学技術大学院大学修士論文, 1997.
[7] 藤富知行, 大西昇, 杉江昇, 可変形状物体の姿勢推定についての検討, 通学技法, pp.
17-24, 1994.
[8] 鈴木貴彦,吉野和芳,川嶋稔夫, 青木由直, 特異画像の解析を基にした周期的動作の記 述, コンピュータビジョン,pp. 43-50,1995.
[9] 木村和広, 太田直哉, 金谷健一, 精密なノイズモデルによるオプティカルフローの検 出, コンピュータビジョン,pp. 37-42,1996.
Based Facial Image Coding, IEEE T-PAMI, pp. 545-555, 1993.
[11] 谷内田正彦, ロボットビジョン, 東京 昭晃堂, 1990.
[12] 嶋中徹, オプティカルフローの正確な推定に関する研究, 北陸先端科学技術大学院大 学修士論文, 1996.
[13] 戸島靖, 手指の動作認識に関する研究, 北陸先端科学技術大学院大学修士論文,1994.
[14] 永井克明, スティックモデルを用いた人物動画像の認識と追跡, 北陸先端科学技術大 学院大学修士論文, 1995.
[15] 尾崎弘, 谷口慶治, 画像処理 {その基礎から応用まで, 2nd ed, 東京, 共立出版, 1988.
[16] 山本正信, 人間動作の動画像解析, 第2回 パターン計測シンポジウム, 1997.
[17] 浅田稔, ダ イナミックシーンの理解, 東京, 電子情報通信学会,1994.
[18] 高橋勝彦,関進,小島浩,関 隆一, ジェスチャー動画像のスポッティング認識, 電子情 報通信学会論文誌(D{II), J77-D-I I, No.8, pp. 1552-1561, 1994.
[19] 大和淳司, 大谷淳, 石井健一郎, 隠れマルコフモデルを用いた動画像からの人物の行 動認識, 電子情報通信学会論文誌(D{II), J76-D-II, No.12, pp. 2556-2563, 1993.
[20] クンラポン ユーニパン, 木下宏揚, 酒井善則, スティックモデルを用いた手振りの認 識, 電子情報通信学会論文誌(D{II), J77-D-II, No.1, pp. 51-61, 1994.
[21] 八木伸行, 井上誠喜,林正樹, Ｃ言語で学ぶ実践画像処理, 東京, オーム社, 1992.
[22] SourabhA.Niyogi,EdwardH.Adelson, AnalyzingandRecognizingWalkingFigures
in XYT, IEEE Computer Vision and Pattern Recognition, IEEE COMPUTER
SOCIETY PRESS, pp. 469-474, 1994.