2・3次元【画像処理】運動解析ソフトウェア DIPP-Motion

2 次元・ 3次元　最新運動解析ソフトウェア あらゆる映像ソースから画像処理により必要な座標データを取得。 そのデータを元に、変位・角度・速度などの物理量情報を取得する ディテクトの最新運動解析ソフトウェアです。

【Five 】 の特長 処理の流れ 動画変換ツールであらゆる動画ソースに対応します。 ツリー構造で 画像入力 豊富な画像処理手法の前処理機能により、ロバストで高精度な追尾が 作業の流れが一目瞭然！ 可能となります。 画像追尾 部位設定と追尾を行います。 あらゆるテーマにマッチした手法が用意されています。 ピクセルデータを実空間座標に変換します。 キャリブレーション 2次元、3次元のスケール治具を使用します。 結果は、グラフィカルな表示でわかりやすく解析可能です。 解析 CSVへのエクスポートはもちろん、グラフやアニメーションの静止画、 動画への出力も可能です。 DIPP-Motion V は、ココがポイント！ 【画像追尾】二値化 前処理機能 外縁部削除、ノイズ除去などの基本機能のほか、 ノイズとなる背景のパタンを排除する機能です。 プラス機能として、以下を搭載しています。 背景として登録された画像を、動画の各フレームから引き算する 【輝度加重平均】 ことで、背景を黒く塗りつぶします。 無地の背景の中で、計測対象だけが動く動画が生成され、追尾性 輝度情報を重心計算に 能と精度を向上させます。 加算します。 マーカ周囲部分の1ピク セル未満の情報により、 0.1画素以上の分解能を 実現します（二値化採用 マーカの自動登録 の場合の3倍～5倍）。 緑：輝度加重 個々のマーカを先頭フレームで指定するほか、DIPP-Motion Vでは、 【円検出】 赤：二値化 以下の機能が追加されました。 二値化画像に「円」をフィ 粒子追尾 ットさせ、その円中心を 【粒子追尾】 座標化します。 開始フレームに存在せず、後の マーカの一部が影などで 縦軸１区間が0.5画素{ フレームで新たに現れる対象を 欠けた場合に、重心位置 自動で認識・追尾します。液滴 のズレをを避けることが やトレーサーが次々とフレーム できます。 インしてくる場合に有効です。 格子状配置 【画像追尾】相関 【自動登録】 マーカのパタン（グレースケール配列）をテンプ 二値化・相関追尾・チェッカーマーカをソフトウェアが自動で登録 レートとして登録し、このパタンを探査する画像 する機能。手動での追加、削除なども自由です。 処理手法。相関係数を算出して、サブピクセル処 【格子状配置】 理されたピーク値を精度良く算出します。 複数の計測対象・部位を格子状に配置する機能。画面上で、長方形 マーカが設定されていない素材画像でも、特徴あ エリアの対角をドラッグするだけで、多点を自動配置します。 る部位であれば追尾できます。 【オフセット機能】 テンプレートの中心だけでなく、テンプレートの中で指定された部 プロジェクトによる作業管理 位の座標を出力します。 同じような条件で、次々と計測を行う場合、親となる プロジェクトをテンプレートとして登録すれば、効率 【テンプレート更新】 追尾した結果の画像を新たなテンプレートとして登録し追尾を 的です。 継続します。対象の形状が変化する場合に有効です。 解析機能 【XTグラフ】 【同期再生・動画出力】 【オフセット機能】 【出力・入力】 移動距離、部位間距離、複数部位位置の平均、 各種グラフやアニメーション、元動画などを並 任意のフレーム番号を指定する 追尾による軌跡のデータや、これを加工した 2点角度（対軸）、3点角度、4点角度、など豊 べて、同期再生が可能です。 ことで、その状態を初期状態 各種グラフデータは、すべてCSVファイル 富な解析メニューからいくつもグラフを生成 また、再生画像は動画ファイルとして出力可能 （ゼロ点）として、全体をオフセ に出力できます。 でき、自由なレイアウトで表示可能です。 で、一般のビューワソフトで再生、プレゼンテー ットしてグラフ化します。 出力したデータを、 ション資料に貼付できます。 【速度・加速度計算に さらに別の解析デー タにインポートして おける差分フレーム 複数の計測の比較が の指定】 可能です。 速度・加速度計算においては、 隣のフレームとの差分だけで なく、指定された間隔のフレー ムとの計算も可能です。

DIPP-Motion V/2D 産業用カメラ・録画システム 動画ファイル ２次元計測 ２次元計測のシステム構成 ※市販のムービーカメラは設定によって、計測に ※ とってより良い画像が得られますので、当社担当 市販ムービーカメラ までご確認・ご相談ください。 X線VF 画像 多彩なキャリブレーション 二次射影変換（台形補正） 複平面キャリブレーション カメラの光軸が、計測平面に正対していない場合に、この平面を変換すること 部位の運動する平面が、カメラから見て ができます。真上から撮影できないエリア上の数値データも、まるで真上から 奥行方向に複数存在する場合に、それぞ 撮影したときと同じように出力可能です。 れの断面でキャリブレーションを行うこ とが可能です。 簡易キャリブレーション カメラ光軸が、計測平面に垂直であること を前提として、画像内の長さのわかる２点 を指示するだけで、キャリブレーションが 可能です。 DIPP-Motion V のプラス機能 座標変換による相対運動計測 多面歪補正 「基準となる部位」の動きを計測することで、その点を原点とした相 計測誤差をもたらすレンズ歪をパラメータとして取得して補正する多面歪補正を搭 対運動解析が可能です。 載しています。3次元的に動くチェッカーボードを撮影するだけです。 嚥下の解析では「カメラ座標系」での解析ではなく、第三頸椎を 原点として、頸椎方向をY軸とした「頭部の座標系」を基準にして データ解析することがあります。 また、カメラ自体が動 いている場合、計測対 象と一緒に不動点を撮 影しておくことで、カ メラ自体の動きをキャ ンセルした解析ができ ます。 追尾結果グラフ 追尾直後に、追尾の結果が一目で確認できます。 修正が必要な個所を素早く見つけることができます。 経 時 変 化 液晶・血液などの流体や、発火・爆発など輝度が変化する対象の解析のほか、液滴の移動量、液面の 上下移動など、エッジの検出が一般の追尾アルゴリズムでは困難とされる対象の解析に最適です。 画面内の任意の関心領域（ポイント、ライン、エリア）について、 （ 濃度経時変化を抽出し、解析することができます。 ラ イ ン （１）画像内の関心領域（左図、赤枠ライン）を指定する の 画 （２）そのラインを抽出する 像 （３）同様にして抽出された、次のフレームの同じ位置のラインの ： 輝 　　　画像を隣に並べる。こうして横軸が時間を示す、ラインの 度 分 　　　変化が分かる1枚の画像を生成する。 布 ） （４）この経時変化の画像から、移動量、変位量を計測する。 （時間） ▲

DIPP-Motion V/3D ステレオ撮影・録画システム構築 動画ファイル 3次元計測 録画用PC ３次元計測のシステム構成 ３次元計測のステレオ撮影について ●構成するカメラのフレームの同期が必須です。 ●３次元座標が実長で定義された治具での校正（DLT法） ●ワンドによる校正（ダイナミックキャリブレーション） ※カメラ台数2台以上、最大数制限なし 多彩なキャリブレーション 大空間でのキャリブレーション ダイナミックキャリブレーション 直方体キャリブレータ 【任意点キャリブレーション】 直方体の８頂点を撮影してキャリブレーション 画像内の位置関係（座標値）が既知である複数の を行います。各軸方向の「長さ」を入力するだ ポイントを指定してキャリブレーションが可能 けで座標が定義できます。簡便で一般的な方 です。 法です。マーカが無い場合は、手動での指定 も可能です。 【ダイナミックキャリブレーション】 ワンドと呼ばれる治具を対象空間内で振ること で複数のカメラのキャリブレーションをまとめ て行う手法です。カメラ台数が多い、また撮影 空間が広いモーションキャプチャーでは一般的 な手法です。 複数空間の合成校正 計測対象エリアを複数のカメラで分担して撮影 高精度キャリブレーション することが可能です。 １台のカメラあたりの撮影範囲を限定すること 2次元プレートをリニアスケールで移動させる で、精度を確保することが可能となります。 高精度校正にも対応します。 CAM CAM また、1次元マーカ（ポール）を床上・地面 CAM CAM 上で移動させる動画から校正可能です。 DIPP-Motion V のプラス機能 3Dデータ生成 剛体設定、6自由度計算 マーカ間の組み合わせを自動的に行います。2次元データを複数のカメラ 対象に3点のマーキングを行い、 間でマッチングすることで、3次元データが生成されます。 その「剛体」を設定することで、 並進3成分、回転3成分の6自 部位を個別に（※マーカID、部 由度計算ができます。 位名などで）組み合わせること が一般的ですが、DIPP-Motion Vでは、自動マッチングが可能 です。 エピポーラ線の交差を計算する ことで、マーカ間の組み合わせ を自動的に行うことが可能とな 移動原点による相対運動データ出力 上唇中点P4 ります。 CAM 【座標変換機能】　 CAM ある部位を指定することで、そ CAM の部位に対する運動が相対的に 算出されます。 3次元 描画 図は、咀嚼時の顎運動で、上唇 アニメーション 中点P4を基準としての変換事 例です。 3次元空間内での、計測対象点の軌跡をアニメーション描画します。 3次元の運動が、任意の視点から再現できます。アニメーション内をマウ 【自由なレイアウト表示と同期再生】 スドラッグして視点は簡単に変更・指定できます。 元画像、画像上の軌跡、解析グ カメラの存在しない真上から見た軌跡を表示するなども簡単です。 ラフ、3次元アニメーションを 複数の部位を任意に線分接続して表示するスティックピクチャや軌跡を 自由にレイアウトして同期再生 残さずにカレントフレームだけを表示する設定も簡単です。 ・解析できます。 2次元投影面軌跡表示により、 3面表示も簡単にレイアウトで きます。 インポート機能 米国ナチュラルポイント社製モーションキャプチャーシステム 「OptiTrack」の出力データをインポート可能です。　 　 ▲

アプリケーション 動物行動解析 人の動作分析・歩行解析 　動物の個体全体をひとつのターゲットとして、その位置データを計測し 　人間工学やリハビリテーションにおける歩行や各種動作の定量分析が可 ます。複数のエリアの、出入りについての統計処理も可能です（エリア解 能です。カメラ配置やレンズ調整により、上肢・下肢・全身・指先など応 析）。移動のほか、手足など、各部位の動作を計測することも可能です。 用範囲も自由です。 嚥下・咀嚼・眼球運動 スポーツ 　VF画像からの嚥下動作計測においては、相関追尾が有効です。 　スポーツ選手の運動計測や、ボール、バット、ラケットなどの動きを計測 　従来、1コマ1コマ指定していた手作業が自動化できれば、劇的に効率が します。ボールの回転計算、速度計算は、ディテクトのゴルフアナライザー アップします。「人の頭部に対する動き」を数値化できるのもDIPP-Motion へ応用されています。水中の動作分析は、水槽のガラス越しの撮影や、水中 Vの特徴です（座標変換機能）。 ケースに入れたカメラでの撮影で対応します。 衝突とダミー人形 自動車部品 　ハイスピードカメラで撮影された衝突実験の動画から、ダミー人形の動 　ワイパー・エンジン・ウインドウなど動きの計測も簡単に実現します。カメ きを計測します。各マーカの拘束平面を定義することで、1カメラでの撮 ラそのものが振動する場合は、不動点を背景に撮影しておいて、カメラの動き 影で異なる平面に存在する各マーカの位置を絶対座標化します。 をキャンセルします。 材料・歪計測 ロボット・マニピュレータ 　金属・樹脂・木材など材料の 　移動ロボットやアームロボットの移動や動作の検証に非接触計測は有力 強度・変形計測です。 です。実際の対象を撮影することで、シミュレーションとの比較などが可 　データインポート機能で他の 能となります。 計測器で取得した荷重データを、 動画・変形データと同期して 再生・解析ができます。 水理実験・輸送機・建機 振動台実験 　水回りの運動計測では、カメラを使用した非接触計測は有力です。 　模型・実物大の建築物の振動台上での2次元・3次元 　対象に影響を与えずに動きを把握することが可能です。動揺６成分計測 振動を計測します。大空間においては、カメラ台数を にも対応し、従来のジャイロによる計測に代わる計測手法として期待され 増設して計測可能です。 ています。飛行機の風洞実験や建機の実機なども対象です。 DIPP-Motion Vでは、カメラ台数の制限がありません。 ●アイコン 　凡例 【DIPP-Motion V/2D】【DIPP-Motion V/3D】 【２カメラ】 【多カメラ】 【二値化】 【相関追尾】 【チェッカーマーカー追尾】【手動追尾】 【簡易キャリブレーション】【二次射影変換】 【原点座標軸変換】 【６自由度算出】 【色相追尾】

カメラの選択 DIPP-Motion Vは、スマートフォンや市販のムービーカメラから、高級な産業用特殊カメラまで、 あらゆるカメラで撮影・録画された画像を処理してデータを生成します。 最終的に得られる計測結果は、使用したカメラに大きく依存します。 【精度】 【時間分解能】 得られる座標値の精度は、使用するカメラの《画素数》に 得られるデータの時系列変化をより細かく解析するには、データの時間分解能が重要 影響されます。 です。使用するカメラの《フレームレート》＝１秒間に撮影される枚数＝に依存します。 VGA：640ｘ480（dot）＝30万画素が一般的ですが、フルハイビジ ビデオレートと呼ばれる30FPS（frame per second: コマ/秒）が一般的であり、人の肉眼の ョン（200万画素）や、さらに画素数の大きな高精細カメラを使用す 時間分解能とほぼ一致しますが、より高速なフレームレートを持つ、「ハイスピードカメラ」を ることで、より高精度な計測が可能となります。 使用することで、より時間分解能の高いデータが得られます。 DITECTでは、DIPP-Motion Vとカメラを組み合わせて、あらゆる計測のテーマに最適なシステム提案が可能です。 【構成されるカメラ】 ●ハイスピードカメラ ●産業用のカメラ ●市販のムービーカメラ ハイスピードカメラで、時間分解能が上がるだけでなく、自動追尾結果も改善できる テーマに合わせて、「高精細カメラ」「サーモカメラ」 テーマに合致すれば、市販ムービー 場合があります。 「タイムラプスビデオ」など選択可能です。光学系も、 カメラも選択可能です。 スコープ、顕微鏡など、構成できます。 オプション ●リング照明 ●LEDストロボ照明 ●反射マーカーセット ●キャリブレータ ●View Tracker　 　フレネルレンズ対応 　視線装置とトリガー同期で統合解析 主な仕様 Windows Vista(Service Pack 2) 　32Bit、64bit　日本語版/英語版 Windows ７　32bit、64bit　日本語版/英語版 OS Windows ８／８．１　32bit、64bit　日本語版/英語版 ※Microsoft. NET Framework ４．０が動作する環境 動作環境 CPU Intel® Core i５ 以上のプロセッサ（マルチコア推奨） HDD 空きが10GB以上 メモリ 4GBのRAM（8GB以上を推奨） モニタ 解像度1366×768以上の画像解像度をサポートするディスプレイ グラフィックカード OpenGL　２．０以上対応のグラフィックカード 追尾機能 自動追尾（正規化相互相関追尾、二値化追尾、色相二値化追尾、チェッカーマーカー追尾） 手動追尾（デジタイズ） レンズ歪補正 Z.Zhangのモデル 最大計測ポイント ソフトウェア上は無制限 最大計測フレーム ソフトウェア上は無制限 仕様一覧 対応ファイル PNG/TIFF/GIF/JPEG/BMP（連番）、AVI、MPEG 他（それぞれ、モノクロ8bit/カラー24ビットのみ対応） 2Dキャリブレーション 標準キャリブレーション　二次射影変換キャリブレーション　グリッドキャリブレーション 3Dキャリブレーション DLT法／直方体スケール自動認識機能　ダイナミックキャリブレーション 解析 グラフ、アニメーション表示、複数グラフ同期再生経時変化、手動計測 保存 画面全体/ワークエリアの再生動画生成、各種データのCSVファイル出力 ※ノートパソコン、オンボードのVGAを搭載したマザーボードや、一部メーカーのPCでは正常に動作しない場合がございます。下記URLディテクトホームページでお問い合わせください。 ※仕様および外観は予告なく変更されることがありますので、ご了承ください。 東京本社■ 〒150-0036 東京都渋谷区南平台町1-8 Tel.03-5457-1212 Fax.03-5457-1213 大阪営業所■ 〒550-0012 大阪市西区立売堀1-2-5富士ビルフォレスト5F Tel.06-6537-6600 Fax.06-6537-6601 ディテクトホームページ 　http://www.ditect.co.jp/