التعرف على الحركات البشرية من خلال تمثيل الهياكل الثلاثية الأبعاد كنقاط في مجموعة لي

أحدثت الحساسات العمقية الفعالة من حيث التكلفة التي تم إدخالها حديثًا، مدعومة بخوارزمية تقدير الهيكل العظمي في الوقت الفعلي التي طورها شوتون وآخرون، اهتمامًا متجددًا بتمييز أفعال الإنسان القائمة على الهيكل العظمي. تستخدم معظم الطرق القائمة على الهيكل العظمي الحالية إما مواقع المفاصل أو زوايا المفاصل لتمثيل الهيكل العظمي البشري. في هذه الورقة، نقترح تمثيلًا عظميًا جديدًا يُمثّل بشكل صريح العلاقات الهندسية الثلاثية الأبعاد بين أجزاء الجسم المختلفة باستخدام الدورانات والانزلاقات في الفضاء ثلاثي الأبعاد. وبما أن الحركات الصلبة الثلاثية الأبعاد تُعد من عناصر المجموعة الإقليدية الخاصة SE(3)، فإن التمثيل العظمي المقترح يقع ضمن المجموعة اللية SE(3) × ... × SE(3)، وهي متعددة الأبعاد منحنية. وباستخدام هذا التمثيل المقترح، يمكن نمذجة أفعال الإنسان كمنحنيات في هذه المجموعة اللية. وبما أن تصنيف هذه المنحنيات في هذه المجموعة اللية ليس أمرًا سهلًا، نقوم بتحويل منحنيات الأفعال من المجموعة اللية إلى جبرها اللِي، الذي يُعد فضاءً متجهيًا. ثم نُجري التصنيف باستخدام مزيج من تقنيات التماثل الزمني الديناميكي (Dynamic Time Warping)، وتمثيل الهرم الزمني للفورييه (Fourier Temporal Pyramid)، وآلة الدعم الخطي (Linear SVM). أظهرت النتائج التجريبية على ثلاث مجموعات بيانات للأنشطة أن التمثيل المقترح يتفوق على العديد من التمثيلات العظمية الحالية، كما أن النهج المقترح يتفوق أيضًا على مختلف الطرق المتطورة حديثًا في تمييز أفعال الإنسان القائمة على الهيكل العظمي.