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本論文在第三章介紹了如何透過新生兒肢體動作示意圖(posture map) 來表示新生兒的動作姿勢,並隨著時間的變化建立新生兒的動作關係圖 (behavior graph),也在第四章說明如何將新生兒動作示意圖與資料庫中的 動作關係圖比較,最後系統視分析的結果適時發出警告並更新資料庫內的 行為動作關係圖。

系統使用 Borland C++ Builder 編譯器,並在架設 Windows 的 PC 上處 理連續影像。輸入的影像為利用架在嬰兒床上的數位攝影機 Panasonic PV-GS200 所攝得的彩色影像,影像大小為 640*480(像素),不過為了節省 處理時間及處理器之工作量,系統會先將影像縮減為 176*176(像素)後才開 始做後續的處理。

本研究實驗主要分為兩部分,第一部分是檢測肢體動作示意圖來表示 新生兒的動作姿態的正確性,第二部分則是實驗新生兒動作關係圖分析與 動作姿態之間的轉移機率的演算過程。

實例ㄧ:

本例子的實驗對象為兩個月大的新生兒,圖 5.1 (a)-(j)所示為新生兒影 片中擷取的影像,影片長度約為一分鐘,每一秒有 30 個 frames,圖 5.2 (a)-(j) 為圖 5.1 (a)-(j)新生兒膚色的擷取結果,最後系統根據新生兒膚色區塊變化 的結果比對肢體動作示意圖,對照的肢體動作示意圖如圖 5.3 所示,根據

(a) (b) (c) (d) (e)

(f) (g) (h) (i) (j) 圖 5.1、實例一影片中擷取出的部分影像。

(a) (b) (c) (d) (e)

(f) (g) (h) (i) (j) 圖 5.2,實例一影片膚色擷取的部分影像。

(a) (b) (c) (d) (e)

(f) (g) (h) (i) (j) 圖 5.3、實例一新生兒肢體動作示意圖 。

觀察可得知新生兒在一個月至兩個月大的時候動作較為簡單且變化性較 低,在圖 5.1 中除了(c)與(e)外,其他的新生兒肢體動作都呈現大字型的姿 態,而(c)與(e)是呈現雙腳靠攏的姿態。

資料庫內原先建立好的動作關係圖如圖 5.3 (a)所示,節點 31 大字型的 肢體動作改變至節點 28 雙腳靠攏的情況轉移率為 0.057,以此類推節點 28 改變至節點 31 轉移率為 0.122。資料庫中的動作關係圖隨著圖 5.2 新生兒 的肢體動作示意圖變化順序,改變節點與節點之間的轉移機率,最後資料 庫內的動作關係圖如圖 5.3 (b)所示,根據關係圖的變化可得知此實驗的新 生兒肢體動作與資料庫內的肢體動作是一樣的,表示在新生兒在這個階段 是沒有新的肢體動作表現。

31 0.133 28 0.231

0. 86 7 0.7

69

31 28

(a)

0.208 (b) 0.239

0. 79 2 0.7

61

圖 5.4、資料庫的動作關係圖。

將圖 5.3 (b)節點與節點之間的轉移機率圖轉換如表 5.1 所示,透過機 率值的變化可以得知,新生兒從大字型姿態轉換至雙腳靠攏的情況較為之 前容易發生,由此可驗證新生兒在一個月大與兩個月大的時候,肢體動作 的變化較為單純。

表 5.1 圖 5.3 節點與節點之間的轉移機率 Node 28 Node 31 Node 28 0.761 0.239 Node 31 0.208 0.792

實例二:

有別於實例一,實例二的新生兒年紀約為四個月大,肢體動作的變化 較前面三個月來的豐富,例如圖 5.4 (f)-(j)所示,新生兒可以將雙腳舉起並 與雙手或是頭部碰觸,另外如圖 5.4 (l)與(m)所示新生兒的腰部開始可以使 力作勢要翻身。

本實例影片長度約為一分鐘,畫面擷取間隔為 10 個 frame,擷取的片

(a) (b) (c) (d) (e)

(f) (g) (h) (i) (j)

(k) (l) (m) (n) (o) 圖 5.5、實例二影片中擷取出的部分影像。

(a) (b) (c) (d) (e)

(f) (g) (h) (i) (j)

(k) (l) (m) (n) (o) 圖 5.6、實例二影片膚色擷取的部分影像。

(a) (b) (c) (d) (e)

0.250.148

8

33 3

0.556

0.222 15

19

0.091 25 0.333

0.25 0.25

0.25

表 5.2 圖 5.7 節點與節點之間的轉移機率

N03 N08 N14 N15 N18 N19 N23 N24 N25 N28 N31 N33 N03 0.556 0 0 0.222 0 0.111 0 0 0 0.111 0 0 N08 0 0.25 0 0 0.25 0 0 0 0 0 0 0.5 N14 0 0.25 0.5 0 0.25 0 0 0 0 0 0 0 N15 0.333 0 0 0.333 0 0.334 0 0 0 0 0 0 N18 0 0 0.75 0 0 0.25 0 0 0 0 0 0 N19 0.063 0 0 0 0.063 0.75 0.063 0 0 0 0.063 0 N23 0.077 0 0 0 0 0.077 0.692 0.077 0 0 0.077 0 N24 0 0 0 0 0 0 0.045 0.864 0.091 0 0 0 N25 0 0 0 0 0 0 0 0.333 0.667 0 0 0 N28 0 0 0 0 0 0 0.034 0 0 0.966 0 0 N31 0.031 0 0 0 0 0.031 0 0 0 0.25 0.688 0 N33 0 0.25 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0.75

10 20 30 40 50 60 70

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