AIをモーションキャプチャに活用、特殊なマーカや撮影機材を使わずに解析が可能に

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人工知能(AI)の技術を活用して、複数台のカメラ映像からマーカレスでモーションキャプチャを行う技術を東京大研究グループが開発しました。

従来のようにマーカを取り付けてモーションキャプチャを行う必要がないため、時間や手間がかからず、大人数の運動を計測することが可能になり、運動のビッグデータを収集することにもつながります。

モ―ションキャプチャ

モーションキャプチャは、人間の行うさまざまな動作の解析や、3Dアニメーション制作のためのデータ取得には不可欠な技術です。

従来の手法では、全身に40個ほどの反射材でできた球状のマーカを取り付けて、赤外線LED照明と取り付けた高速度カメラを、少なくとも10台ほど使って計測して解析する必要がありました。

そのため、計測するために長時間の準備が必要となり、運動の解析にも人手による作業が介入するため多くのデータを取得することは困難でした。

一方、これまでのAIの研究では単一のビデオ画像を解析して人間の関節の位置を推定することが可能になっています。しかし、3次元再構成をしてモーションキャプチャのようななめらかで高精度な計測をする技術までにはいたっていませんでした。

そこで、研究グループは4台のカメラ映像についてそれぞれ深層学習を用いて関節位置を推定し、すべての情報を用いて骨格の運動を3次元構成しました。

さらに、身体に働く「力」と「筋の活動」についてロボティクスの効率的計算法を用いて解析しました。

その結果、屋内や屋外、着用している服装にかかわらず、ビデオ映像の情報のみを使ってリアルタイムで運動解析を実現することが可能になりました。

モーションキャプチャ(東京大)

この技術を応用することで、3Dアニメーション制作を低コスト化したり、スポーツやトレーニングの定量的な記録やケガの発見、予防に役立てたり、あるいは体操やフィギュアスケートなどを撮影した映像から自動採点をするなど、さまざまな分野に応用することが可能になります。

たとえばサッカーなどの試合を撮影して各選手の能力やチーム連携をデータ化したり、高齢者の日常を観察して運動機能の変化を把握するなど、スポーツ分野のほかにもあらゆる領域で活用することも考えられます。

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