第六章 實驗結果
第一節 同嬰兒在同月齡之不同動作的活動量分析
本節首先探討同一位嬰兒在同月齡之不同動作的活動量分析。嬰兒在進行不 同動作時，依照第一章第二節表 1.4 IARS 可以發現，不同動作所對應的活動量 大小會有所不同。而之所以選擇同嬰兒在同月齡的不同動作相互比較其活動量大 小與消耗熱量的多寡，主要原因是不同月齡之嬰兒，動作發展狀態都不相同，因 此同月齡不同動作的比較，才能觀察出在嬰兒動作發展熟練程度相同的情況下，
不同動作的活動量是否與本論文所訂定之 IARS 活動量分級表相符合。
本實驗針對滿 12 個月大的嬰兒綺軒，在 2014 年 1 月 9 日與 1 月 24 日進行 實驗影片拍攝。滿 12 個月大的嬰兒動作發展較為完整，已經具有翻身、爬行甚 至學步等多樣化的動作，因此該月齡較適合進行此項實驗。拍攝的過程中採自由 活動的方式，不限制嬰兒的活動狀況。另外，活動範圍限制在家中客廳，若是嬰 兒超出活動範圍或者有可能發生危險以及需要休息、喝奶等狀況時，本系統會暫 時停止拍攝。每次重新拍攝時，可隨意從活動範圍中的某一位置開始，並不限制 嬰兒初始的鏡位。最後，從拍攝到的實驗影片執行結果中，挑選出動作較明確且 與表 1.4 中的活動描述相符合之影像序列，分析其活動量監測的結果。
本節中所有連續影像之順序皆為由上至下且由左至右，實驗結果如圖 6.1 至 6.6 所示，主要分為六種不同的動作內容，對應表 1.4 的活動內容，活動量由低到 高分別為靜坐、翻身、坐姿 (上半身有肢體動作)、站姿 (手扶椅子緩慢的移動腳 步)、手扶桌子慢速行走以及中等速度的爬行。其中，靜坐的活動量分析影片取自 影片編號 2014_1_9_2 第 51 至 376 張 frame 的連續影像；翻身的影像取自影片編 號 2014_1_24_10 第 450 至 775 張 frame 的連續影像；坐姿 (上半身有肢體動作) 則 取自影片編號 2014_1_9_4 第 650 至 975 張 frame 的連續影像；另外，站姿 (手扶 椅子緩慢的移動腳步) 是取自影片編號 2014_1_24_8 第 101 至 426 張 frame 的連 續影像；而手扶桌子慢速行走是取自影片編號 2014_1_24_5 第 400 至 725 張 frame 的連續影像；最後，中等速度的爬行影片取自影片編號 2014_1_9_2 第 375 至 700 張 frame 的連續影像。
每段連續影像的部分截圖下面皆附有該段影片的 METs 波形圖，圖中橫軸為 影像編號而縱軸為系統所計算出的 METs 值，嬰兒的 METs 值主要界於 0 至 4.5 之間。而在每個實驗結果圖的最下方會有該段影片的活動量分析結果，分別列有
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嬰兒的月齡、體重、總 frame 數、平均 METs、該段時間的總消耗熱量與各活動 量等級占整段影片的百分比。因為本實驗取自同月齡的拍攝影片，所以該嬰兒的 月齡和體重都為 12 個月 9 公斤。另外，為了方便比較不同動作間的活動量分析 結果，每段連續影像的總 frame 數也都同為 326 張影像 (約 10.86 秒)。
由實驗結果可以發現，當該嬰兒剛開始適應環境時，都會先安靜坐著觀察，
因此在活動的最開始經常出現靜坐的片段，此時嬰兒尚未開始活動，因此活動量 等級在圖 6.1(c) 中呈現平均 METs 為 1.01，總消耗熱量僅約 0.27(仟卡)，並且有 74.9%的時間被系統判斷為最低活動量等級 1。接著，在嬰兒活動一段時間之後會 出現疲態，此時系統拍攝到嬰兒躺著並出現翻身的動作如圖 6.2(a)。嬰兒在翻身 時 METs 值會逐漸升高，然後翻身結束時 METs 值又會隨之下降。此段連續影像 中嬰兒由趴著翻身變為躺著，再由躺著翻身後成為趴著，分別發生在第 515 至 600 張影像以及 645 至 745 張影像。從活動量波形圖 6.2(b) 可以發現這兩段上下起伏 的波形。相較於靜止的狀態，此段影片多了翻身的動作，因此平均 METs 以及總 消耗熱量也相對提高。如圖 6.2(c) 所示，該段影片的平均 METs 為 1.42 且總消耗 熱量約為 0.38(仟卡)，占百分比最大的活動量等級為 2。
在嬰兒活動的過程中，還會出現不移動位置但身體左右搖晃或是肢體運動的 情形，其活動量波形如圖 6.3(b) 所示。此時在每張影像都出現動作幅度與強度不 同的活動內容，因較少有維持同一姿勢且靜止的時刻，所以活動量又會再提升一 些。如圖 6.3(c)所示，平均 METs 為 1.5 且總消耗熱量約為 0.41(仟卡)，但占百分 比最大的活動量等級仍為 2；相對的，手扶椅子繞圈時，伴隨著簡單且緩慢的腳 步移動，其活動量波形從圖 6.4(b) 可以發現，METs 的高低起伏不大，但持續出 現高高低低的波形。嬰兒整體的移動距離極短，但此時已經從低姿態 (坐姿) 轉 變為高姿態 (站姿)，如此一來可活動的肢體不僅包含上半身，也擴展到了下半 身，在此狀態下平均 METs 提高至 1.53METs 且總消耗熱量約為 0.413(仟卡)。由 於前述活動至此，嬰兒都尚未出現明顯的位移，因此占百分比最大的活動量等級 仍為 2。
圖 6.5(a) 的連續影像顯示，嬰兒在爬行時遇到桌子，以手扶桌子慢速的學 步，此時嬰兒位移的距離加大。在學步的過程如圖 6.5(b) 的波形圖所示，在第 535 張影像以後開始出現較高的 METs 值，主要就是因為嬰兒不僅有肢體動作，同時
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也開始出現明顯的位移。相較於簡單且緩慢腳步移動的連續影像，此段影片的平 均 METs 為 1.61，總消耗熱量約為 0.43(仟卡) 且開始出現活動量等級為 4 的動作，
如圖 6.5(c) 所示。最後，如圖 6.6(a) 所示為嬰兒中等速度爬行的影像序列，與前 幾段影片相同時間內，其移動距離相當於整個客廳的長度，觀察其活動量變化的 波形如圖 6.6(b)，METs 值相較於前幾段活動影像序列都高出許多，整個曲線下面 積也相對較大。平均 METs 高達 1.85 且總消耗熱量約為 0.5，如圖 6.6(c)所示。另 外，各活動量等級占整段影片的百分比結果中，出現了 10.4%第四等級的活動量，
再加上第二和第三等級的活動量占整個活動過程的百分比為 85.6%。
經過了上述的分析，本實驗得到的結論為，在表 1.4 中列為越高等級活動量 的動作，其平均 METs 以及總消耗熱量也會越高。同時，從各活動量等級占整段 影片的百分比結果中也可得知，當活動量逐漸變大時，越高等級的活動量占整段 影片的百分比也會隨之越高。總而言之，在同位嬰兒相同月齡時不同動作的影片 中，本系統所判斷之活動量結果與專業人士所制定的活動量分級表 (表 1.4) 相符 合。
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(a)
(b)
月齡 # of frames 平均 METs 總消耗熱量 活動量等級百分比 12
326 1.01 0.273397 1 2 3 4
9kg 74.9% 24.5% 0.6% 0%
(c)
圖 6.1 影片 2014_1_9_2 嬰兒靜坐時的活動影像範例 (a)綺軒靜坐時的連續影像；(b)METs 波形圖；
(c)第 51 至 376 張 frame 間的活動量分析。
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(a)
(b)
月齡 # of frames 平均 METs 總消耗熱量 活動量等級百分比 12
326 1.42 0.384721 1 2 3 4
9kg 23.9% 72.7% 3.4% 0%
(c)
圖 6.2 影片 2014_1_24_10 嬰兒翻身時的活動影像範例 (a)綺軒翻身時的連續影像；(b)METs 波形圖；
(c)第 450 至 775 張 frame 間的活動量分析。
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(a)
(b)
月齡 # of frames 平均 METs 總消耗熱量 活動量等級百分比 12
326 1.5 0.40593 1 2 3 4
9kg 23% 66.9% 9.8% 0.3%
(c)
圖 6.3 影片 2014_1_9_4 嬰兒坐著玩玩具時的活動影像範例 (a)綺軒坐著玩玩具時的連續影像；(b)METs 波形圖；
(c)第 650 至 975 張 frame 間的活動量分析。
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(a)
(b)
月齡 # of frames 平均 METs 總消耗熱量 活動量等級百分比 12
326 1.53 0.413111 1 2 3 4
9kg 5.8% 93.9% 0.3% 0%
(c)
圖 6.4 影片 2014_1_24_8 嬰兒手扶椅子移動腳步時的活動影像範例 (a)綺軒手扶椅子移動腳步時的連續影像；(b)METs 波形圖；
(c)第 101 至 426 張 frame 間的活動量分析。
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(a)
(b)
月齡 # of frames 平均 METs 總消耗熱量 活動量等級百分比 12
326 1.61 0.436217
1 2 3 4
9kg 26% 60.1% 8.3% 5.6%
(c)
圖 6.5 影片 2014_1_24_5 嬰兒手扶桌子慢速行走時的活動影像範例 (a)綺軒手扶桌子慢速行走時的連續影像；(b)METs 波形圖；
(c)第 400 至 725 張 frame 間的活動量分析。
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(a)
(b)
月齡 # of frames 平均 METs 總消耗熱量 活動量等級百分比 12
326 1.85 0.501518 1 2 3 4 9kg 14.4% 55.9% 19.3% 10.4%
(c)
圖 6.6 影片 2014_1_9_2 嬰兒爬行時的活動影像範例 (a)綺軒爬行時的連續影像；(b)METs 波形圖；
(c)第 375 至 700 張 frame 間的活動量分析。
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