2016 Fiscal Year Research-status Report
非接触・非侵襲ビッグデータによるスポーツ動作解析・推定システムの最適化技術の確立
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16K01647
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| Research Institution | Iwate University |
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Principal Investigator |
明石 卓也 岩手大学, 理工学部, 准教授 (50403655)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 3次元人物姿勢推定 / 人物スケルトンデータベース |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本申請の特色・独創的な点は下記の3点である．
・シンプルなマルチメディアデータで構成されるビッグデータを用いる
・複雑なデータ処理をパラメータ化する
・行動解析・推定システム自体を最適化する
近年，人物の姿勢推定の研究が多く行われている．この研究はモーションキャプチャや運動解析などの技術に応用される．より正しい3Dポーズを推定することはこれらの技術の発展に繋がる．そのため，今年度はふたつの3D人物姿勢推定に関する研究を実施した．
まず，ひとつ目の研究においては3D人物姿勢のスケルトンを用いた人間姿勢の検索を提案する．3D人物スケルトンを利用した人間姿勢検索は我々の知る限り存在していない．3D人物姿勢の情報を利用するために，我々は2D人物姿勢検出及び3D人間姿勢モデル復元を組み合わせる．提案手法の有効性を高精度に評価するため，似ている姿勢の定義についての曖昧さがないデータベースを作成する必要があった．このデータベースのアノテーションデータ作成するために，実際に複数の人物に，特別な指示をせずに，定義済みの姿勢をとらせる．多数の撮影方向，さまざまな背景下で撮影する．提案手法を用いた実験において，よりよい人間姿勢の検索を行えることが示され、学会発表も実施した．もうひとつの研究では，2Dランドマークからの3D人物姿勢推定における奥行き曖昧さと呼ばれる問題を解決する．正面からの画像において，腕が前方に向かっている姿勢と後方に向かっている姿勢は同じものとして認識される．本研究ではユーザにより入力された関節と胴体の位置関係を使用し，既存手法による推定姿勢の補正を行う．この研究の成果についても，国際会議において発表した．以上が今年度行った人物の姿勢推定に関するふたつの研究についての報告である．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
平成28年度では，2D人物姿勢検出及び3D人間姿勢モデル復元を組み合わせた，3D人物姿勢のスケルトンを用いた人間姿勢の検索アルゴリズムを提案した。さらに，精度を評価するため，似ている姿勢の定義についての曖昧さがなく，アノテーションデータを有するデータベースを作成した．また，2Dランドマークからの3D人物姿勢推定における奥行き曖昧さと呼ばれる問題を解決する手法も提案した．これらの研究成果は2件の国際学会発表という形で発表しており，次年度以降の研究にとって重要である．
次年度では，シンプルなビッグデータとしてとらえ，他のデータと組み合わせて，シンプルなデータで構成されるビックデータに対し，最適化技術により，複雑なデータ処理を自動生成するフレームワークを確立に取り組む予定である．以上の理由から，おおむね順調に進展していると判断した．
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度はふたつの3D人物姿勢推定に関する研究を実施した．ひとつ目の研究は，3D人物姿勢のスケルトンを用いた人間姿勢の検索アルゴリズムである．この手法では，2D人物姿勢検出及び3D人間姿勢モデル復元を組み合わせる．さらに，提案手法の有効性を高精度に評価するため，似ている姿勢の定義についての曖昧さがなく，アノテーションデータが付与されたデータベースを作成した．ふたつ目の研究では，2Dランドマークからの3D人物姿勢推定における奥行き曖昧さと呼ばれる問題を解決を目的とした，推定姿勢の補正手法である．これらの1年目の研究により，さらなるアルゴリズムの洗練化，処理速度の向上が必要である．そこで，進化的アルゴリズムの高精度かつ高速化技術であるlevel-wise adaptive sampling手法の導入が有用であることが判明した．今年度は，この手法の導入を検討し，実験・検証においても質の向上や研究スピードを向上させ，推進していく予定である．
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| Causes of Carryover |
研究計画の小規模な見直しにともない，人件費に関して，プログラミング作業やデータ収集および整理にかかる費用の代わりに，国内外の学会における調査・研究旅費，国内外における学会発表，海外共同研究の促進のための旅費，論文校正などに支出した．消耗品費に関しても，想定よりもデータ量を少なくなったため，次年度以降に購入することとした．また，当初想定したトナーなどの消費量が少なかった．以上の理由により，残額が生じた．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
平成29年度では，必要な物品や前年度で購入しなかった消耗品の購入する予定である．また，以下の使用を計画している．調査研究旅費として，関東および西日本方面における調査・研究を兼ねた成果発表（3日間×4，40万円），欧米もしくはアジア地域における国際会議での調査・研究を兼ねた成果発表（5日間×1回，30万円）を予定している．また，研究成果の論文投稿料（1件，10万円）や大容量ハードディスク（1台，9万円）などの購入を予定している．研究補助の人件費として大学院生（1名以上）に対して研究協力謝金を支出する予定である．また，屋外におけるデータ収集，オンライン実験のため，ノートパソコン（1台以上，20万円以上）の購入を予定している．
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