신체 활동이 부족해지기 쉬운 현대 사회에서 운동은 필수적이다. 그러나 운동은 타인의 도움 없이 제대로 수행하기가 어려워 전문가의 지도를 받고 동작을 수행하고 피드백을 받을 필요가 있다. 최근 코로나19와 같이 광범위하게 유행하는 전염병이 퍼지는 상황에서는 여러 명이 모여서 진행되는 스포츠 활동은 진행되기 어려우며, 이로 인해 현대인의 신체 활동 부족이 발생한다. 비대면으로 진행되는 운동 콘텐츠들을 이용하면 이런 문제점을 극복할 수 있지만, 대면 운동 시와 같은 피드백을 받기 어렵다. 본 논문에서는 비대면 운동 콘텐츠에서 기존의 비대면 운동 콘텐츠보다 높은 수준의 피드백을 주는 데 도움을 줄 수 있도록 운동내용을 추적하고 기록하며 기록한 내용을 해석함으로써 운동 내용을 분석할 수 있는 ...
신체 활동이 부족해지기 쉬운 현대 사회에서 운동은 필수적이다. 그러나 운동은 타인의 도움 없이 제대로 수행하기가 어려워 전문가의 지도를 받고 동작을 수행하고 피드백을 받을 필요가 있다. 최근 코로나19와 같이 광범위하게 유행하는 전염병이 퍼지는 상황에서는 여러 명이 모여서 진행되는 스포츠 활동은 진행되기 어려우며, 이로 인해 현대인의 신체 활동 부족이 발생한다. 비대면으로 진행되는 운동 콘텐츠들을 이용하면 이런 문제점을 극복할 수 있지만, 대면 운동 시와 같은 피드백을 받기 어렵다. 본 논문에서는 비대면 운동 콘텐츠에서 기존의 비대면 운동 콘텐츠보다 높은 수준의 피드백을 주는 데 도움을 줄 수 있도록 운동내용을 추적하고 기록하며 기록한 내용을 해석함으로써 운동 내용을 분석할 수 있는 프레임워크를 제안한다. 운동 내용을 추적하려면 우선 운동 내용을 구성하는 움직임들을 추적할 수 있어야 하는데, 운동 수행에 필요한 움직임들에 대하여 움직임을 제대로 따라했는지 기준을 정해야 한다. 움직임의 기준을 정하기 위해서는 움직임을 구성하는 데 필요한 중요 자세들을 정의하여야 하며, 운동 수행자가 기준 자세를 잘 따라하는지 비교하는 자세 비교 방법이 필요하다. 움직임을 구성하는 요소는 움직임의 단계 및 이를 구성하는 중요 자세들, 단계와 단계 사이의 전환 과정에서 다음 단계로 진입하기 위한 조건, 그리고 움직임의 단계 사이에 전환하는 양상을 담은 상태 전이 그래프이다. 운동내용의 추적은 전체적인 운동 진행 상황을 추적하는 운동 프로그램 추적과 이를 구성하는 개별적인 움직임에 대한 움직임 추적으로 나뉜다. 움직임 추적을 위해서는 상태 전이 그래프를 바탕으로 하는 움직임 추적기를 만들어야 한다. 움직임 추적기는 모션 캡쳐 시스템을 통하여 인식된 운동 수행자의 실시간 자세를 입력으로 받아 움직임을 제대로 수행하였는지, 움직임 수행에 실패하였는지, 움직임을 중단하였는지 결정한다. 움직임을 추적할 수 있다면, 이러한 움직임들로 구성된 운동 프로그램의 수행 여부도 추적 가능하다. 운동 프로그램 추적기는 움직임과 횟수로 구성되는 세트를 제대로 수행했는지 판단하는 움직임 추적 부분과 운동 프로그램 추적 부분으로 구성되어 있으며 운동을 제대로 마쳤는지, 운동 수행에 실패했는지, 운동 수행을 중단하였는지 결정한다. 움직임과 운동 프로그램의 추적이 가능하다면 추적 결과를 분석하여야 하는데, 우선 분석에 필요한 기초 자료를 생성하여야 하며 이것은 움직임 및 운동 프로그램의 추적 과정을 기록하는 움직임 추적 기록기와 운동 프로그램 추적 기록기를 만듦으로써 가능하다. 움직임 추적 기록기와 운동 프로그램 추적 기록기에 의해 생성된 언어는 이를 표현하는 문자들의 나열이다. 움직임 및 운동 프로그램의 분석은 언어를 구성하는 문자마다 움직임 및 운동 프로그램 추적 과정에서 벌어지는 상황에 대응하는 의미를 부여하고 문자들의 출현 횟수와 나열된 시퀀스에 대한 해석을 바탕으로 이루어진다. 상세한 분석 과정은 우선 움직임 및 운동 프로그램 추적 기록에서 각 문자에 대하여 출현 빈도를 계산한 다음 움직임 또는 운동 프로그램 진행 단계 별 문자의 출현 빈도의 분포를 바탕으로 움직임 및 운동 프로그램의 전체적인 진행 상황과 운동 수행 과정에서 실패 지점을 알아낸다. 그리고 움직임 및 운동 프로그램의 진행 순서에 맞추어 문자 시퀀스를 재조합하여 상세 진행 상황을 재현하여 운동을 어떻게 진행하였는지 알아냄으로써 분석을 마치게 된다. 움직임 및 운동 프로그램의 추적과 분석 과정이 어떻게 적용되고 보여질 수 있는지 보여주기 위하여 비대면 상황에서 운동할 수 있는 상황을 재현하는 프로그램을 작성하였다. 프로그램은 기준 움직임을 정의하는 바탕이 되는 영상 녹화 기능, 영상 녹화물을 프레임 별로 탐색하며 중요 자세를 추출하는 자세 추출 기능, 추출한 자세들의 모음으로부터 움직임의 단계를 구성하는 움직임 정의 기능, 정의된 움직임의 모음으로부터 움직임과 반복 횟수를 지정하는 세트들의 모음을 정의하는 운동 프로그램 정의 기능, 움직임 및 운동 프로그램 추적 및 기록하는 기능, 그리고 운동 프로그램 수행 내용을 분석하는 기능으로 구성된다. 본 논문에서 제안한 운동 내용의 추적 및 분석 프레임워크를 이용하여 비대면 운동 콘텐츠를 구현하게 된다면 운동 과정에서 핵심적인 내용만 추적하여 기록함으로써 운동 내용 분석에 필요한 데이터의 양을 줄일 수 있고 분석의 복잡도를 낮추어 운동 수행자로 하여금 보다 이해하기 쉽고 질 높은 피드백을 제공해 줄 수 있을 것으로 기대한다.
신체 활동이 부족해지기 쉬운 현대 사회에서 운동은 필수적이다. 그러나 운동은 타인의 도움 없이 제대로 수행하기가 어려워 전문가의 지도를 받고 동작을 수행하고 피드백을 받을 필요가 있다. 최근 코로나19와 같이 광범위하게 유행하는 전염병이 퍼지는 상황에서는 여러 명이 모여서 진행되는 스포츠 활동은 진행되기 어려우며, 이로 인해 현대인의 신체 활동 부족이 발생한다. 비대면으로 진행되는 운동 콘텐츠들을 이용하면 이런 문제점을 극복할 수 있지만, 대면 운동 시와 같은 피드백을 받기 어렵다. 본 논문에서는 비대면 운동 콘텐츠에서 기존의 비대면 운동 콘텐츠보다 높은 수준의 피드백을 주는 데 도움을 줄 수 있도록 운동내용을 추적하고 기록하며 기록한 내용을 해석함으로써 운동 내용을 분석할 수 있는 프레임워크를 제안한다. 운동 내용을 추적하려면 우선 운동 내용을 구성하는 움직임들을 추적할 수 있어야 하는데, 운동 수행에 필요한 움직임들에 대하여 움직임을 제대로 따라했는지 기준을 정해야 한다. 움직임의 기준을 정하기 위해서는 움직임을 구성하는 데 필요한 중요 자세들을 정의하여야 하며, 운동 수행자가 기준 자세를 잘 따라하는지 비교하는 자세 비교 방법이 필요하다. 움직임을 구성하는 요소는 움직임의 단계 및 이를 구성하는 중요 자세들, 단계와 단계 사이의 전환 과정에서 다음 단계로 진입하기 위한 조건, 그리고 움직임의 단계 사이에 전환하는 양상을 담은 상태 전이 그래프이다. 운동내용의 추적은 전체적인 운동 진행 상황을 추적하는 운동 프로그램 추적과 이를 구성하는 개별적인 움직임에 대한 움직임 추적으로 나뉜다. 움직임 추적을 위해서는 상태 전이 그래프를 바탕으로 하는 움직임 추적기를 만들어야 한다. 움직임 추적기는 모션 캡쳐 시스템을 통하여 인식된 운동 수행자의 실시간 자세를 입력으로 받아 움직임을 제대로 수행하였는지, 움직임 수행에 실패하였는지, 움직임을 중단하였는지 결정한다. 움직임을 추적할 수 있다면, 이러한 움직임들로 구성된 운동 프로그램의 수행 여부도 추적 가능하다. 운동 프로그램 추적기는 움직임과 횟수로 구성되는 세트를 제대로 수행했는지 판단하는 움직임 추적 부분과 운동 프로그램 추적 부분으로 구성되어 있으며 운동을 제대로 마쳤는지, 운동 수행에 실패했는지, 운동 수행을 중단하였는지 결정한다. 움직임과 운동 프로그램의 추적이 가능하다면 추적 결과를 분석하여야 하는데, 우선 분석에 필요한 기초 자료를 생성하여야 하며 이것은 움직임 및 운동 프로그램의 추적 과정을 기록하는 움직임 추적 기록기와 운동 프로그램 추적 기록기를 만듦으로써 가능하다. 움직임 추적 기록기와 운동 프로그램 추적 기록기에 의해 생성된 언어는 이를 표현하는 문자들의 나열이다. 움직임 및 운동 프로그램의 분석은 언어를 구성하는 문자마다 움직임 및 운동 프로그램 추적 과정에서 벌어지는 상황에 대응하는 의미를 부여하고 문자들의 출현 횟수와 나열된 시퀀스에 대한 해석을 바탕으로 이루어진다. 상세한 분석 과정은 우선 움직임 및 운동 프로그램 추적 기록에서 각 문자에 대하여 출현 빈도를 계산한 다음 움직임 또는 운동 프로그램 진행 단계 별 문자의 출현 빈도의 분포를 바탕으로 움직임 및 운동 프로그램의 전체적인 진행 상황과 운동 수행 과정에서 실패 지점을 알아낸다. 그리고 움직임 및 운동 프로그램의 진행 순서에 맞추어 문자 시퀀스를 재조합하여 상세 진행 상황을 재현하여 운동을 어떻게 진행하였는지 알아냄으로써 분석을 마치게 된다. 움직임 및 운동 프로그램의 추적과 분석 과정이 어떻게 적용되고 보여질 수 있는지 보여주기 위하여 비대면 상황에서 운동할 수 있는 상황을 재현하는 프로그램을 작성하였다. 프로그램은 기준 움직임을 정의하는 바탕이 되는 영상 녹화 기능, 영상 녹화물을 프레임 별로 탐색하며 중요 자세를 추출하는 자세 추출 기능, 추출한 자세들의 모음으로부터 움직임의 단계를 구성하는 움직임 정의 기능, 정의된 움직임의 모음으로부터 움직임과 반복 횟수를 지정하는 세트들의 모음을 정의하는 운동 프로그램 정의 기능, 움직임 및 운동 프로그램 추적 및 기록하는 기능, 그리고 운동 프로그램 수행 내용을 분석하는 기능으로 구성된다. 본 논문에서 제안한 운동 내용의 추적 및 분석 프레임워크를 이용하여 비대면 운동 콘텐츠를 구현하게 된다면 운동 과정에서 핵심적인 내용만 추적하여 기록함으로써 운동 내용 분석에 필요한 데이터의 양을 줄일 수 있고 분석의 복잡도를 낮추어 운동 수행자로 하여금 보다 이해하기 쉽고 질 높은 피드백을 제공해 줄 수 있을 것으로 기대한다.
Exercise is essential in modern society, where physical activity is prone to lack. However, since it is difficult to perform exercise properly without the help of others, it is necessary to receive expert guidance, perform movements, and receive feedback. In a situation where a widespread infectious...
Exercise is essential in modern society, where physical activity is prone to lack. However, since it is difficult to perform exercise properly without the help of others, it is necessary to receive expert guidance, perform movements, and receive feedback. In a situation where a widespread infectious disease such as COVID-19 is spreading recently, it is difficult to conduct sports activities in which several people gather, and this causes a lack of physical activity to modern people. This problem can be overcome by using non-face-to-face exercise contents, but it is difficult to receive the similar feedback as the feedback in face-to-face exercise. In this paper, we propose a framework for analyzing exercise contents by tracking and recording exercise contents and interpreting the recorded contents so that it can help to give a higher level of feedback than that of existing non-face-to-face exercise contents. In order to track the exercise content, first of all, it is necessary to be able to track the movements that make up the exercise content, and it is necessary to determine whether the movements are followed properly for the movements required to perform the exercise. In order to define the standard movement, it is necessary to define the important postures necessary to compose the movement, and a posture comparison method is needed to compare whether an exercise performer follows the reference posture well. The elements that compose a movement are a state transition graph that contains a stage of movement and important postures that constitute it, a condition for entering the next stage, and postures that represents stages of a movement. The tracking of the exercise content is divided into an exercise program tracking that tracks the overall exercise progress and a motion tracking for the individual movements that make up it. For motion tracking, you need to create a motion tracker based on a state transition graph. The motion tracker receives the real-time posture of the exercise performer recognized through the motion capture system as an input and determines whether the movement has been properly performed, the movement has failed, or the movement has been stopped. If the movement can be tracked, it is also possible to track whether or not an exercise program composed of these movements is performed. The exercise program tracker is composed of a motion tracking part that determines whether a set consisting of movement and number of times has been properly performed, and an exercise program tracking part, and determines whether the exercise has been properly completed, whether the exercise has failed, or whether the exercise has been stopped. If motion and exercise programs can be tracked, the tracking results should be analyzed. First of all, basic data required for analysis should be created. This is possible by creating a motion tracking recorder and an exercise program tracking recorder to record the tracking process of motion and exercise programs. The language produced by the motion tracking recorder and the exercise program tracking recorder is a sequence of characters that express them. The analysis of movement and exercise programs is performed based on information processing on the number of occurrences of the characters and the listed sequences, giving a meaning corresponding to the situation occurring during the movement and movement program tracking process for each character constituting the language. The detailed analysis process is as follows. First, it calculates the frequency of appearance for each character in the movement and exercise program tracking record, and then the overall progress of the movement and exercise program and the exercise performance process based on the distribution of the frequency of appearance of the character by each movement or exercise program progression stage to find out the point of failure. Second, the analysis is completed by recomposing the character sequence according to the order of movement and exercise program to reproduce detailed progress and finding out how the exercise proceeded.
Exercise is essential in modern society, where physical activity is prone to lack. However, since it is difficult to perform exercise properly without the help of others, it is necessary to receive expert guidance, perform movements, and receive feedback. In a situation where a widespread infectious disease such as COVID-19 is spreading recently, it is difficult to conduct sports activities in which several people gather, and this causes a lack of physical activity to modern people. This problem can be overcome by using non-face-to-face exercise contents, but it is difficult to receive the similar feedback as the feedback in face-to-face exercise. In this paper, we propose a framework for analyzing exercise contents by tracking and recording exercise contents and interpreting the recorded contents so that it can help to give a higher level of feedback than that of existing non-face-to-face exercise contents. In order to track the exercise content, first of all, it is necessary to be able to track the movements that make up the exercise content, and it is necessary to determine whether the movements are followed properly for the movements required to perform the exercise. In order to define the standard movement, it is necessary to define the important postures necessary to compose the movement, and a posture comparison method is needed to compare whether an exercise performer follows the reference posture well. The elements that compose a movement are a state transition graph that contains a stage of movement and important postures that constitute it, a condition for entering the next stage, and postures that represents stages of a movement. The tracking of the exercise content is divided into an exercise program tracking that tracks the overall exercise progress and a motion tracking for the individual movements that make up it. For motion tracking, you need to create a motion tracker based on a state transition graph. The motion tracker receives the real-time posture of the exercise performer recognized through the motion capture system as an input and determines whether the movement has been properly performed, the movement has failed, or the movement has been stopped. If the movement can be tracked, it is also possible to track whether or not an exercise program composed of these movements is performed. The exercise program tracker is composed of a motion tracking part that determines whether a set consisting of movement and number of times has been properly performed, and an exercise program tracking part, and determines whether the exercise has been properly completed, whether the exercise has failed, or whether the exercise has been stopped. If motion and exercise programs can be tracked, the tracking results should be analyzed. First of all, basic data required for analysis should be created. This is possible by creating a motion tracking recorder and an exercise program tracking recorder to record the tracking process of motion and exercise programs. The language produced by the motion tracking recorder and the exercise program tracking recorder is a sequence of characters that express them. The analysis of movement and exercise programs is performed based on information processing on the number of occurrences of the characters and the listed sequences, giving a meaning corresponding to the situation occurring during the movement and movement program tracking process for each character constituting the language. The detailed analysis process is as follows. First, it calculates the frequency of appearance for each character in the movement and exercise program tracking record, and then the overall progress of the movement and exercise program and the exercise performance process based on the distribution of the frequency of appearance of the character by each movement or exercise program progression stage to find out the point of failure. Second, the analysis is completed by recomposing the character sequence according to the order of movement and exercise program to reproduce detailed progress and finding out how the exercise proceeded.
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