2500335803

ISBN 83-922646-0-6 ©2005 PIPS

XXI Autumn Meeting of Polish Information Processing Society Conference Proceedings, pp. 121-129

Analiza możliwości identyfikacji ruchu postaci w oparciu o technikę Motion Capture

Bartosz Jabłoński¹, Ryszard Klempous¹, Damian Majchrzak²

Politechnika Wrocławska, Instytut Informatyki, Automatyki i Robotyki, ul. Janiszewskiego 11/17,50-370 Wrocław, Polska {Bartosz.Jabłoński, Ryszard.Klempous}@pwr.wroc.pl ² Politechnika Wrocławska, KNS TRAF przy 1-6 [e-mail]

Streszczenie. Ruch człowieka jest złożonym sygnałem, którego różne cechy charakterystyczne mogą posłużyć do analizy biometrycznej. Praca opisuje możliwości zastosowania analizy widma amplitudowego oraz metody DTW (Dynamie Time Warping) dla sygnałów rotacji dolnych kończyn w celu identyfikacji osoby. W wielu pracach zostało pokazane, że informacje zawarte w ruchu dolnych kończyn oraz bioder mogą być nieocenionym źródłem wiedzy na temat ruchu specyficznego dla każdej osoby. Za ich pomocą można rozróżnić oraz zidentyfikować zarejestrowany ruch człowieka. Dzięki rozwojowi przedstawionej analizy, możliwe będzie w przyszłości sprawne identyfikowanie ludzi na odległość. W pracy przedstawione zostały możliwości wynikające z zastosowania różnych metod analizy ruchów oraz zaproponowano kierunki rozwoju identyfikacji biometrycznej'.

1. Wstęp

Biometria jest dziedziną przeżywającą gwałtowny rozwój. Szczególny nacisk kładziony jest na jej aspekty związane z poprawą bezpieczeństwa publicznego, a także na zastosowaniach medycznych. Biometria rozwija się w różnych kierunkach. Oprócz doskonalenia znanych metod do identyfikacji, takich jak analiza odcisków palców, otoskopia, porównywanie siatkówki i tęczówki oka oraz analiza głosu, rozwijane są nowe koncepcje. Powstają systemy wykorzystujące biometrię behawioralną bazujące na sposobie pisania, sposobie naciskania klawiatury komputera, a także na analizie ruchu różnych części ciała.

1.1 Rejestracja ruchu - Motion Capture

Systemy rejestracji ruchu są intensywnie rozwijane na potrzeby przemysłu rozrywkowego oraz medycyny. Konieczność ograniczania kosztów związanych z produkcją filmów zmusza do szukania nowych, lepszych sposobów tworzenia animacji komputerowych. Wielkim udogodnieniem w procesie animowania postaci jest zastosowanie materiału zgromadzonego przez systemy Motion Capture [16]. Systemy te opierają się na przechwytywaniu ruchu aktora, czyli jego rejestrowaniu i przetwarzaniu do postaci trójwymiarowych danych cyfrowych. Główną zaletą systemów przechwytywania ruchu jest ich dokładność. Pozwala ona na badanie wszelkich niuansów ruchu poprzez precyzyjne określenie pozycji poszczególnych segmentów ciała ludzkiego. Dokładność ta pozwala na próbę medycznego zastosowania tej techniki rejestracji ruchu [4]. Dane z systemów MC mogą dostarczyć cennych medycznych informacji np. na temat zaburzeń stanu równowagi, które mogą być wynikiem wczesnego stadium choroby Parkinsona lub stwardnienia rozsianego. Medycyna sportowa jest również obszarem, w których omawiana technika mogłaby przynieść obiecujące rezultaty. We wszystkich technicznych dyscyplinach sportu, gdzie ważna jest ergonomia oraz precyzja ruchu, technika MC byłoby idealnym narzędziem wspomagającym proces treningu sportowca. Jedyną barierą szerszego zastosowania tej metody rejestracji ruchu jest jej wysoki koszt i konieczność używania skomplikowanej rozbudowanej aparatury. Technika ta stanowi jednak źródło nieocenionych informacji na temat istoty ruchu. Informacje te mogą potem

Projekt częściowo finansowany ze środków Fundacji na Rzecz Nauki Polskiej.

121