Ruchogram

Omówienie procesu tworzenia motiongramu

Motiongram 5-minutowej sekwencji tanecznej

Przykład wykorzystania motiongramów w badaniu porównawczym ruchów tancerzy (5 minut).

Przykład wykorzystania motiongramów w badaniu porównawczym ruchów tancerzy (40 sekund).

Motiongram to czasoprzestrzenne przedstawienie ruchu utworzone na podstawie nagrania wideo . Motiongramy są tworzone przy użyciu techniki przetwarzania wideo , w której ruchomy obraz jest składany w serię pasków o szerokości 1 piksela i kreślony jeden obok drugiego.

Wyzwanie

Tradycyjny sposób wizualnego przedstawiania ruchu (człowieka) polega albo na wyświetlaniu pojedynczych klatek z pliku wideo jako wyświetlania klatek kluczowych , albo na wykonywaniu jednej lub więcej form ekstrakcji cech i późniejszego kreślenia wynikowych danych. Żaden z nich nie jest idealny, aby dać dobre wrażenie rzeczywistego ruchu zachodzącego w sekwencji. Wyświetlane klatki kluczowe pokazują tylko postawy, a nie ruch, podczas gdy wykresy cech często opierają się na wielu krokach analizy. Motiongramy są przydatne jako pośredni krok do pokazania czasoprzestrzennych informacji o sekwencji ruchu, ale bez konieczności przeprowadzania pełnej analizy danych.

Historia

Termin motiongram został po raz pierwszy zaproponowany przez Alexandra Refsuma Jenseniusa w 2006 roku, a technika ta została później udoskonalona przez niego i innych. Technika ta została zainspirowana pionierskimi pracami Muybridge'a i Mareya z XIX wieku, a także społecznością zajmującą się skanowaniem szczelinowym w XX wieku. Motiongramy przypominają fotografie ze skanowania szczelinowego, ale różnią się tym, że są tworzone z ruchomych obrazów różniących się klatkami. W rezultacie na końcowym wyświetlaczu pokazywany jest tylko ruch.

Realizacja

Przegląd tworzenia motiongramu przedstawiono na rysunku 1. Proces rozpoczyna się od odczytania strumienia wideo i dokonania prostych korekt obrazu, np. zmiany jasności i kontrastu. Następny krok obejmuje utworzenie obrazu ruchomego poprzez obliczenie bezwzględnej różnicy klatek między kolejnymi klatkami wideo, a następnie zastosowanie pewnych algorytmów usuwania szumów. Motiongram jest tworzony przez obliczenie znormalizowanej wartości średniej dla każdego wiersza lub kolumny w ruchomym obrazie. Oznacza to, że dla każdej macierzy obrazu o rozmiarze MxN obliczana jest macierz Mx1 lub 1xN. Rysowanie tych „pasków” o szerokości 1 piksela obok siebie w czasie daje końcowy motiongram.

Technika motiongram została zaimplementowana jako moduły w otwartym frameworku Jamoma dla Maxa , a także dla platformy EyesWeb iw Matlabie . Istnieją również dwie samodzielne aplikacje dla systemów OSX i Windows: VideoAnalysis (nie w czasie rzeczywistym) i AudioVideoAnalysis (w czasie rzeczywistym).

Przykłady

Motiongramy pozwalają na szybką nawigację w materiale wideo oraz analizę porównawczą jakości ruchu. Chociaż dość zgrubnie, łatwo zauważyć różnice w ilości ruchu i podobieństwa we wzorcach w górę/w dół między sekwencjami ruchu.

Ograniczenia

Ponieważ motiongramy są tworzone przez uśrednianie wierszy lub kolumn pliku wideo, w ostatecznym motiongramie zostanie pokazany tylko jeden wymiar. Zatem poziomy ruchogram będzie reprezentował głównie ruch pionowy, podczas gdy pionowy ruchogram będzie reprezentował głównie ruch poziomy.