姿勢推定処理

姿勢推定処理は姿勢決定木を根ノードから葉ノードに向けて辿りながら進め る．いま，を処理済みのノード集合とし，中のノードを親に 持つ未処理ノードの集合を，残りのノードの集合をとする． 最初，には根ノードのみが存在し，他のノードは全てに含ま れる．

本処理では，全てのノードについて関節角度を順次決定していく．最終的に は，全てのノードがに含まれるようになるまで以下の姿勢推定処理を 行う．図3に処理の流れを示す．

  
図 3: 姿勢推定処理

1. ノード選択  
   の中で，もっとも根ノードまでの段数の少ないノードiを選択 する．もしなら，姿勢推定結果が得られたことになるの で，処理終了．

2. 未被覆領域の計算  
   に属す全てのノードを投影して，画像上に生成した領域を既被覆領域 Cと呼び，式(2)で表す．さらに，シルエット領域Sから既 被覆領域Cに相当する部分を削除したものを，未被覆領域とする．これは 式(3)のように表される．

     

3. 関節角度候補の生成  
   ノードiの関節角度を決定するには，とSとの関係を調べなくてはな らない．は関節角度によって変化するので，一般的には，を関節角 度の関数として表現しそれを解析的に処理することが考えられる．しかし，本 研究では各ノードの幾何形状に制限がないので，ノードiの関節可動範囲を 一定間隔でサンプリングする方法を採る．すなわち，サンプリングされた関節 角度ごとにを生成し，Sの外側にはみでる領域が形状誤差限界面積r 以下であるようなサンプリング関節角度のみを関節角度候補とす る．なお，tはこれがノードiのt番目の関節角度候補であることを意味 する．は関節角度を要素とするベクト ルである．

    

   もし関節角度候補が一つも生成されなければ，処理6.へ 進む．

4. 関節角度候補の評価  
   各関節角度候補について，式(5)に示されるよう な評価値を計算する（図4参照）．

     
   図 4: 関節角度候補の画像上での評価
   

    

   は，ノードiの投影領域が未被覆領域をより広く被覆する ほど，よい評価値を与える．ここで留意すべきことは，と既被覆領域C とがどれだけ重畳しているかが評価に影響を与えないことである．式 (5)は，が既被覆領域Cといくら重畳しても構わない が未被覆領域をカバーするべきである，との考えに基づく面積を用いた評 価基準である．

   処理4.における姿勢決定木内の姿勢推定処理の進行の様子 を，図5に示す．

     
   図 5: 姿勢推定処理中の姿勢決定木の状態
   

5. 関節角度の決定  
   の値の大きいものから順に，を並べ，リストを作成する． このとき関節角度候補の順番tを並べた順に付け替える．最初の関節角度候 補が，ノードiで採用される関節角度となる．ノードiはに移され，その子ノードはに移される．処理1.に戻 る．

6. 関節角度の再決定  
   関節角度候補がノードiにおいて一つも生成されないのは，それより根側の ノードのどれかで誤った関節角度が採用されているからである．そこで，ノー ドiから根ノードへ向けて木を辿り，未採用の関節角度候補を有する最初の ノードjを探す．このノードjにおいて，は現在採用されている関節 角度候補のリスト中の順位を表す．ノードjで採用されている関節角度候補 を棄却し，その次の関節角度候補を 新たに採用する．ノードjの子ノードをに移し，その子ノードに子 孫ノードがあれば，全てに帰属させる．処理1.へ戻る．