WWW.ABSTRACT.XLIBX.INFO
FREE ELECTRONIC LIBRARY - Abstract, dissertation, book
 
<< HOME
CONTACTS



Pages:     | 1 ||

«1 Einleitung Ein wichtiger Aspekt immersiver virtueller Umgebungen ist die interaktive Darstellung virtueller Szenen unter Verwendung von ...»

-- [ Page 2 ] --

Zur Evaluation der verschiedenen Verfahren wurden sowohl Positionsdaten eines still stehenden als auch eines sich bewegenden Benutzers aufgenommen. Erstere dienen dazu, die Präzision der verschiedenen Verfahren zu ermitteln, wohingegen die Aufnahmen unter Bewegung die Leistungsfähigkeit im Anwendungsfall zeigen sollen. Die Ergebnisse finden sich in den Abbildungen 4 und 5.

4.1 Aufbau und Methoden

Um eine möglichst stabile Position des Markers sowie des Kopfes für die statische Kondition zu erhalten, wurde eine Schaufensterpuppe verwendet, an deren Stirn ein Marker des WorldViz PPT Trackingsystems angebracht wurde (siehe Abb. 4d). Für die Aufnahme dynamischer Bewegungsdaten wurde eine Versuchsperson auf die gleiche Weise ausgestattet.

Die statischen Daten wurden an drei Positionen im Raum aufgenommen, jede der Aufnahmen fand über einen Zeitraum von 30 Sekunden statt. Des Weiteren wurden Daten für fünf Bewegungsmuster aufgenommen: Bewegungen entlang der 3 Raumachsen sowie eine kreisende Bewegung und eine freie Bewegung im Raum. Pro Verfahren und Aufnahme wurden die ermittelten Positionswerte sowie der Zeitstempel des Aufnahmezeitpunkts und des Speicherzeitpunkts festgehalten.

Der Versuchsaufbau ist in Abbildung 3 skizziert: Die vier Kameras des Trackingsystems wurden in einem Halbkreis vor dem Benutzer aufgestellt, um den Marker auf dessen Stirn aufnehmen zu können. Die Kinect wurde so positioniert, dass der Benutzer während der Datenakquise in Frontalansicht aufgenommen wurde. Während der Bewegung wurde darauf geachtet, dass der Kopf in Richtung der Kinect ausgerichtet blieb, wie es bei der Verwendung von 3D-Displays, Multi-Touch-Tables und ähnlichen, im Consumer Bereich eingesetzten Anzeigegeräten der Fall ist.

Da die Koordinatensysteme der Kinect und des professionellen Systems nicht übereinstimmen, und die entsprechende Koordinatentransformation aufgrund der Umfassung der Kinect nicht ausreichend genau bestimmt werden konnte, wurde diese mit Hilfe der aufgenommenen Daten berechnet. Zu diesem Zweck wurden die zeitgleich aufgenommenen Punkte ermittelt und die entsprechende Transformation errechnet (cf. [BM92]).

y x

–  –  –

Abbildung 3: Schematische Darstellung des Versuchsaufbaus mit WorldViz PPT X4, Microsoft Kinect und IR-Marker an der Benutzerposition.

4.2 Ergebnisse In der statischen Kondition haben wir einen signifikanten Effekt für die drei untersuchten Methoden auf die euklidische Distanz zwischen zwei zeitlich aufeinanderfolgenden Positionswerten (als Maß für den Jitter) gefunden (ANOVA, F(2,8346)=2322.52, p.001). Post-hoc Vergleiche mit dem Tukey HSD Test zeigen für ein p.05 Niveau, dass sich die mittlere Distanz (in Metern) sowohl für PPT (M=0.0002, SD=0.0001), als auch für das SkelettTracking (M=0.0034, SD=0.0032) sowie für das hybride Tracking (M=0.0008, SD=0.0007) jeweils signifikant von den jeweils anderen Methoden unterscheidet.

In der statischen Kondition haben wir ebenfalls einen signifikanten Unterschied der drei Methoden hinsichtlich der Streuung der Positionswerte um ihren Mittelpunkt (als Maß für die Präzision) gefunden (ANOVA, F(2,11144)=5952.09, p.001). Post-hoc Vergleiche mit dem Tukey HSD Test zeigen für ein p.05 Niveau, dass sich die mittlere Distanz der Streuung (in Metern) sowohl für PPT (M=0.0003, SD=0.0003), als auch für das Skelett-Tracking (M=0.0033, SD=0.0022) sowie für das hybride Tracking (M=0.0011, SD=0.0008) jeweils signifikant von den übrigen Methoden unterscheidet.

Diese Ergebnisse sowie die Daten der dynamischen Testreihen (siehe Abb. 5) werden im Folgenden in Bezug auf die anfänglich aufgestellten Hypothesen diskutiert.

4.2.1 H1: Das PPT-System hat insgesamt die höchste Präzision

Im statischen Fall (siehe Abb. 4) zeigt das PPT-System im Vergleich zur Skelett-basierten Variante eine signifikant (im Mittel ca. um den Faktor 10) geringere Streuung, womit H1 bestätigt wird. Gegenüber dem hybriden Verfahren fällt der Unterschied weniger stark aus (im Mittel ungefähr um den Faktor 3). Das hybride Verfahren streut verstärkt in der Tiefe und bildet Liniencluster fast senkrecht zur XY-Ebene (siehe Abschnitt 4.2.3). Für die beiden dynamischen Fälle zeigt Abbildung 5 präzise Trajektorien des PPT-Systems im Vergleich zu den anderen Trackingverfahren.

Statisch - PPT X 4 Statisch - OpenNI

–  –  –

Abbildung 4: Um ihren Mittelpunkt zentrierte Messwerte von (a) PPT X4, (b) Skelettbasiertem Tracking und (c) dem hybriden Verfahren für eine statische Kopfposition sowie (d) die zur Erhebung der Daten eingesetzte Schaufensterpuppe.

4.2.2 H2: Das Skelett-basierte Verfahren hat die niedrigste Präzision Im statischen wie im dynamischen Fall zeigen Abbildungen 4 und 5 die deutliche Streuung der Daten des Skelett-basierten Ansatzes. Insgesamt bestätigen die Resultate die im Vergleich geringste Präzision dieses Trackingverfahrens (M=0.0033, SD=0.0022). Als Erklärung für die starke Streuung kommt in erster Linie das verwendete Skelett-Fitting in Frage. Diese Funktion ist nicht trivial und kann an mehren Stellen zu Mehrdeutigkeiten und damit zu Sprüngen (M=0.0034, SD=0.0032) in konsekutiven Messungen führen.

0.2 0.2

–  –  –

Abbildung 5: Um ihren Mittelpunkt zentrierte Messwerte für zwei unterschiedliche Bewegungen eines Benutzers. Eine Keisbewegung getrackt mit (a) PPT X4, (c) Skelett-basiertem Tracking und (e) dem hybriden Verfahren, sowie eine seitliche Schwingung getrackt mit (b) PPT X4, (d) Skelett-basiertem Tracking und (f) dem hybriden Verfahren.





4.2.3 H3: Ein hybrides Verfahren erhöht die Präzision des Skelett-basierten Verfahrens Für den statischen Fall weist das hybride Verfahren eine signifikant geringere Streuung als das Skelett-basierte Verfahren auf (im Mittel ca. um den Faktor 3), womit H3 bestätigt wird. Abbildung 4c zeigt Liniencluster fast senkrecht zur XY-Ebene. Dieses Resultat ist mit hoher Wahrscheinlichkeit auf das eingesetzte Region-basierte Suchverfahren des Markermittelpunktes im Pixelraster des IR-Bildes der Kinect zurückzuführen, welches nur zwischen einer endlichen Anzahl von Positionen diskretisieren kann und durch die Auflösung der IRKamera limitiert ist.

Für den dynamischen Fall zeigt das hybride Verfahren dem PPT-System sehr ähnliche Ergebnisse (siehe Abb. 4). Die Ergebnisse sind ein starker Indikator dafür, dass die Markerbasierte Erweiterung zu einer erhöhten Präzision in den Trackingdaten führt und somit die Anwendbarkeit der Kinect für Headtracking verbessern kann.

5 Zusammenfassung

In der vorgestellten Arbeit wurden zwei Verfahren (markerlos und markerbasiert) zur Bestimmung der Kopfposition eines Anwenders auf Basis der Microsoft Kinect dargestellt und mit einem kommerziellen optischen, markerbasierten Trackingsystem verglichen.

Zum einen bietet die Verwendung des Skelett-basierten Trackingansatzes der Kinect zwar eine geringe Präzision und resultiert in vergleichbar starken Sprüngen in den Daten, stellt aber nativ keine Anforderungen an die Instrumentierung des Benutzers. Durch den geringen Preis der Kinect ist das System ubiquitär einsetzbar. Zum anderen konnten wir zeigen, dass sich die Vorteile eines markerbasierten optischen Trackingsystems und des markerlosen Trackingansatzes der Kinect kombinieren lassen, indem ein zusätzlicher IR-Marker für das Headtracking eingesetzt wird. Dieser Marker lässt sich an Shutterbrillen oder Head-Mounted Displays anfügen, so dass keine zusätzliche Instrumentierung des Benutzers notwendig wird.

Die notwendige Größe und Leuchtintensität des Markers sind abhängig davon, welchen maximalen Abstand zwischen Benutzer und Kinect die jeweilige Anwendung erfordert. Prinzipiell lässt sich hierfür jede Infrarotlichtquelle verwenden. In Szenarien in denen der Abstand zur Kinect gering ist könnte auch auf einen retroreflektiven Marker zurückgegriffen werden.

Wie erwartet zeigen die Ergebnisse die höchste Präzision in den Daten des professionellen Trackingsystems. Im Vergleich der Ergebnisse des Skelett-basierten Ansatzes und unserer markerbasierten Erweiterung stellt sich heraus, dass letztere diskreten Jitter in der Bildebene aufweist. Dieser Effekt ist dem Verfahren inhärent, da es auf den Pixeln der Bildebene operiert. Unabhängig von der Größe des detektierten Markers lässt sich dies somit auch bei einer Subpixel-genauen Ermittlung der Markerposition nicht vollständig vermeiden. Ungeachtet dessen ist die gemessene Präzision des Verfahrens höher als die des Skelett-basierten Verfahrens. Somit bietet es eine sinnvolle Erweiterung zur Bestimmung der Kopfposition.

Das Verfahren lässt sich für beliebige Objekte, welche die Größe des verwendeten Markers überschreiten, anwenden, so dass es sich nicht nur für kostengünstiges Headtracking einsetzen lässt, sondern auch Perspektiven für verschiedene Interaktionstechniken bietet. Durch die Verwendung mehrerer Marker für das gleiche Objekt ließe sich darüber hinaus die Genauigkeit des Verfahrens voraussichtlich erhöhen, bzw. ebenfalls die Orientierung beim Headtracking bestimmen. Nachdem hier die Präzision der Verfahren untersucht wurde, bleibt der Vergleich von Latenz und Genauigkeit ein Thema für weitere Arbeiten.

Literatur [Atr12] Atracsys Advanced Tracking Systems: accuTrack. http://atracsys.

com/_products/accuTrack.php, 2012. [Online; last accessed 14-June-2012].

[BM92] Besl, P.J. und N.D. McKay: A Method for Registration of 3-D Shapes. IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence, 14:239–256, 1992.

[Bra00] Bradski, G.: The OpenCV Library. Dr. Dobb’s Journal of Software Tools, 2000.

[FMO12] F. Mora, K. Alberto und J.-M. Odobez: Gaze Estimation from Multimodal Kinect Data. In: CVPR 2012 Workshop on Gesture Recognition, 2012.

[FWGVG11] Fanelli, G., T. Weise, J. Gall und L. Van Gool: Real time head pose estimation from consumer depth cameras. Pattern Recognition, Seiten 101– 110, 2011.

[GP11] Garstka, J. und G. Peters: View-dependent 3D Projection using DepthImage-based Head Tracking. In: 8th IEEE International Workshop on Projector-Camera Systems PROCAMS, Seiten 52–57, 2011.

[KE12] Khoshelham, K. und S. O. Elberink: Accuracy and Resolution of Kinect Depth Data for Indoor Mapping Applications. Sensors, 12:1437–1454, 2012.

[Lee08] Lee, J.C.: Hacking the nintendo wii remote. Pervasive Computing, 7(3):39–45, 2008.

[MCT09] Murphy-Chutorian, E. und M.M. Trivedi: Head pose estimation in computer vision: A survey. IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence, 31(4):607–626, 2009.

[MG01] Moeslund, T.B. und E. Granum: A survey of computer vision-based human motion capture. Computer Vision and Image Understanding, 81(3):231–268, 2001.

[Mic12] Microsoft: Kinect for Windows. http://www.microsoft.com/en-us/ kinectforwindows/, 2012. [Online; last accessed 14-June-2012].

[NJ06] Nawrot, M. und L. Joyce: The pursuit theory of motion parallax. Vision research, 46(28):4709–4725, 2006.

[PDS+ 09] Perreira Da Silva, M. et al.: Fast, low resource, head detection and tracking for interactive applications. PsychNology Journal, 7(3):243–264, 2009.

[Pri12] PrimeSense: OpenNI. http://www.openni.org, 2012. [Online; last accessed 14-June-2012].

[RG79] Rogers, B. und M. Graham: Motion parallax as an independent cue for depth perception. Perception, 8(2):125–134, 1979.

[SBWS12] Satyavolu, S., G. Bruder, P. Willemsen und F. Steinicke: Analysis of IR-based virtual reality tracking using multiple Kinects. In: Proceedings of IEEE Virtual Reality, Seiten 149–150, 2012.

[See12] Seeing Machines: faceAPI - the real-time face tracking toolkit for developers and oems. http://www.seeingmachines.com/pdfs/brochures/ faceAPI-techspecs.pdf, 2012. [Online; last accessed 14-June-2012].

[SJP11] Smisek, J., M. Jancosek und T. Pajdla: 3D with Kinect. Technischer Bericht, Czech Technical University Prague, 2011.

[SLR+ 11] Suma, E.A., B. Lange, A. Rizzo, D.M. Krum und M. Bolas: Faast:

The flexible action and articulated skeleton toolkit. In: IEEE Virtual Reality Conference, Seiten 247–248, 2011.

[SS03] Scharstein, D. und R. Szeliski: High-Accuracy Stereo Depth Maps Using Structured Light. In: Proceedings of the Conference on Computer Vision and Pattern Recognition (CVPR), Seiten 195–202, 2003.

[TFCRS11] Thompson, W., R. Fleming, S. Creem-Regehr und J. K. Stefanucci:

Visual Perception from a Computer Graphics Perspective. A. K. Peters / CRC Press, 2011.

[THS+ 01] Taylor, R. M., T. C. Hudson, A. Seeger, H. Weber, J. Juliano und A. T. Helser: VRPN: A Device-Independent, Network-Transparent VR Peripheral System. In: Proceedings of the ACM Symposium on Virtual Reality Software and Technology, Seiten 55–61, 2001.

[WBV+ 99] Welch, G., G. Bishop, R. Vicci, S. Brumback und K. Keller: The HiBall Tracker: High-Performance Wide-Area Tracking for Virtual and Augmented Environments. In: Proceedings of the ACM Symposium on Virtual Reality Software and Technology, Seiten 1–10, 1999.

[WF02] Welch, G. und E. Foxlin: Motion tracking: No silver bullet, but a respectable arsenal. Computer Graphics and Applications, IEEE, 22(6):24–38, 2002.

[Wor12] WorldViz: PPT Precision Position Tracker. http://www.worldviz.com/ products/ppt/, 2012. [Online; last accessed 14-June-2012].



Pages:     | 1 ||


Similar works:

«WINDHAM HIGH SCHOOL CLUBS AND ORGANIZATIONS 2013-2014 French Honor Society Advisor: Mrs. Brown Time Commitment: Varies French Honor Society encourages the language and culture of the French. Vive la France! Students must be inducted into the Honor Society based on academic success in French. Students become eligible to be inducted into French Honor Society once 3 semesters of French have been completed with an average of 93 or above. Students must also maintain an overall GPA of 85 in all their...»

«Warsh: Canadian Cigar and Tobacco Journal in the Forties 23 THE CANADIAN CIGAR AND TOBACCO JOURNAL IN THE FORTIES:A REMEMBRANCE CHERYL KRASNICK WARSH ABSTRACT. This paper is a period snapshot of the life and times of Canadian smoking culture, filtered through The Canadian Cigar and Tobacco Journal (the industry’s trade paper) from 1943-1949. The Journal provided a vivid portrait of neighbourhood tobacconists, travelling salesman, wholesalers and factory workers, homemakers and entrepreneurs....»

«March 4, 2016 SUBJECT: REQUEST FOR PROPOSALS FOR BROKERAGE SERVICES FOR FIDELITY AND CRIME INSURANCE PLACEMENT PROGRAM (2016 THROUGH 2019) (RFP #45177) Dear Sir or Madam: The Port Authority of New York and New Jersey (the “Authority”) is seeking proposals (“Proposals”) in response to this Request for Proposals (RFP) for a brokerage firm (the “Firm”) to provide the placement of Fidelity and Crime Insurance for a term of three (3) years (2016The Authority reserves the right to extend...»

«Heidegger, Machination, and the Jewish Question: The Problem of the Gift Anthony J. Steinbock I N T RO D U C T I O N I recall my first sustained exposure to the so-called “Heidegger Afair.” I was a DAAD Stipendiat in Bochum, listening to the radio when a report came through about Heidegger’s Nazi afliation. The reporter was inspired by the new release of the Farías book.1 The commentator had not only lambasted Heidegger, but also Foucault and Derrida. How could Foucault, a radical...»

«EVALUATION AND FITNESS CHECK (FC) ROADMAP Mid-term evaluation of the LIFE Programme for the Environment and Climate Action TITLE OF THE (LIFE) EVALUATION/FC – DG ENV E4 10/2015 LEAD DG DATE OF THIS RESPONSIBLE UNIT ROADMAP Interim 01/07/2015 PLANNED START TYPE OF EVALUATION DATE Evaluation PLANNED 30/06/2017 COMPLETION DATE http://ec.europa.eu/smartPLANNING regulation/evaluation/index_en.htm CALENDAR This indicative roadmap is provided for information purposes only and is subject to change....»

«www.hrdantwerp.com Diamond Masters Voorwoord Préface Preface Vorwort Diamant is het ware symbool Le diamant est le symbole de Diamond is the true symbol Der Diamant ist das wahre van eeuwige liefde. l’amour éternel. of eternal love. Symbol der ewigen Liebe. Diamant bezit zo’n unieke Ses qualités sont uniques. Its properties are unique and Der Diamant besitzt einzig­ eigenschappen dat het terecht C’est un cadeau extraordinaire it is an amazing gift from artige Eigenschaften und...»

«Adrian Hermann, Unterscheidungen der Religion © 2015, Vandenhoeck & Ruprecht GmbH & Co. KG, Göttingen ISBN Print: 9783525540404 — ISBN E-Book: 9783647540405 Adrian Hermann, Unterscheidungen der Religion Critical Studies in Religion/ Religionswissenschaft (CSRRW) Herausgegeben von Gregor Ahn, Oliver Freiberger, Jürgen Mohn, Michael Stausberg Band 10 Vandenhoeck & Ruprecht © 2015, Vandenhoeck & Ruprecht GmbH & Co. KG, Göttingen ISBN Print: 9783525540404 — ISBN E-Book: 9783647540405...»

«Creditreform Rating-Summary zum Unternehmensrating Informationstableau Rating: PD 1-jährig: Neue ZWL Zahnradwerk Leipzig GmbH (Konzern) 2,90% B+ Erstellt am: 30.01.2015 Creditreform ID: 3150208663 Gültig bis max.: 29.01.2016 Geschäftsführer: Dr. Hubertus Bartsch (geschäftsführender Gesellschafter) Mitarbeiter: 483 (Ø 2013) Peter Scholz Umsatz: rd. 69,6 Mio. € (2013) (Haupt-)Branche: Herstellung von Lagern, Getrieben, Zahnrädern und Antriebselementen Hinweis: Zu dieser Rating-Summary...»

«Innovationsmanagement im Service Center Anforderungen, Konzeption und Realisierung einer informationstechnischen Unterstützungslösung Von der Fakultät für Mathematik und Informatik der Universität Leipzig angenommene DISSERTATION zur Erlangung des akademischen Grades DOCTOR-INGENIEUR (Dr. ing.) im Fachgebiet Informatik vorgelegt von Diplom Kaufmann Benjamin Strehl geboren am 23. März 1984 in Stuttgart Die Annahme der Dissertation wurde empfohlen von: 1. Prof. Dr.-Ing. habil. Klaus-Peter...»

«Comptroller General of the United States United States Government Accountability Office Washington, DC 20548 October 31, 2007 International Federation of Accountants th 545 Fifth Avenue, 14 Floor New York, New York 10017 Subject: International Auditing and Assurance Standards Board (IAASB) July 2007 Exposure Draft: ISA 530, Audit Sampling This letter provides the U.S. Government Accountability Office’s (GAO) comments on the IAASB’s proposed revisions to ISA 530. GAO is committed to...»

«Identifizierung und Expressionsanalyse der SNURF-SNRPN Sense – UBE3A Antisense Transkriptionseinheit in der Prader-Willi-/Angelman-Syndrom-Region auf Chromosom 15 Inaugural-Dissertation zur Erlangung des Doktorgrades Dr. rer. nat. des Fachbereichs Biound Geowissenschaften, Landschaftsarchitektur an der Universität Duisburg-Essen vorgelegt von Maren Runte aus Detmold Juli 2003 Die der Arbeit zugrundeliegenden Experimente wurden am Institut für Humangenetik der Universität Duisburg-Essen...»

«Last update 06 April 2016 SFD Notification Designated Authority to notify opening of insolvency proceedings The opening of insolvency proceedings has to be notified to the national authorities listed below (Article 6.2 of Settlement Finality Directive 98/26/EC) Updates to this list should be sent to MarketsDataManager@esma.europa.eu by using this template Austria Italy Belgium Latvia Bulgaria Lithuania Croatia Luxembourg Cyprus Malta Czech Republic The Netherlands Denmark Poland Estonia...»





 
<<  HOME   |    CONTACTS
2016 www.abstract.xlibx.info - Free e-library - Abstract, dissertation, book

Materials of this site are available for review, all rights belong to their respective owners.
If you do not agree with the fact that your material is placed on this site, please, email us, we will within 1-2 business days delete him.