Transcript Podvzorčenje

Virtualni
Šport
Predstavitev projekta
Mentorja projekta:
Sebastjan Šprager in Boris Cigale
Kazalo
•Cilji
•Predstavitev lanskoletnega dela
•Uporabljeni senzorji
•EKG
•Pletizmograf
•Pospeškometer
•Trak za zaznavanje dihanja
•Naprava za merjenje pravilnega kota
•Giroskop
•Lasten video format
•DCT
•Podvzorčenje
•Shranjevanje razlik
•Primerjava formatov
•Delo pri Računalniški grafiki
•3D Model človeka
Cilji
Celostna rešitev za pomoč pri treningu:
• Izdelava senzorja
• Zajem podatkov
• Prikaz podatkov
• Inteligentni sistem
Predstavitev lanskega dela
Zajemanje signala iz Kinecta, EKG-ja in pospeškometra
Zajeto z napravo Kinect
Predstavitev lanskega dela
Zajemanje signala iz Kinecta, EKG-ja in pospeškometra
Zajeto z medicinsko verificirano EKG napravo Schiller
Predstavitev lanskega dela
Zajemanje signala iz Kinecta, EKG-ja in pospeškometra
Zajeto z ST STEVAL MKI005V1
Predstavitev lanskega dela
Operacije nad signali
Predstavitev lanskega dela
Prikaz podatkov in umetna inteligenca
Senzorji izdelani pri SRDS
•
•
•
•
•
Naprava za zaznavanje srčnega utripa
Pospeškometer
Trak za zaznavanje dihanja
Naprava za merjenje pravilnega kota
Giroskop
EKG
EKG oz. Elektrokardiograf je metoda za
zaznavanja srčnega utripa na podlagi razlik v
električnih potencialih na različnih delih telesa.
EKG
Problemi:
•Ta metoda je predvsem problematična ker poizkušamo zaznavati
minimalne spremembe v napetosti ki nastanejo med potenciali.
(Okoli 100mV).
•Kot problem se izkaže:
• 50hz šum iz okolice in napajalnega vira.
• Upornost kože
• Prevodnost elektrod in površina, ki je v stiku z telesom.
EKG naprava
• Baker
• Večja površina = boljši kontakt
Pletizmograf
• IR dioda
• IR sprejemnik
• zaznavanje količine krvi v
prstu
Aplikacija
• Aplikacija vzorči
napetost, ki jo dobi na
vhodu A/D pretvornika in
tvori zaporedje vzorcev z
vzorčevalno frekvenco
183Hz.
• Na dobljenem zaporedju
uporabimo FFT (Fast
Fourier transform), da
izločimo koristno
frekvenco, ki nam
ponazarja srčni utrip (1 4Hz).
POSPEŠKOMETER
• Naprava za merjenje pospeškov
• Območje -6g do 6g
• Vrača 12-bitne vrednosti
Delovanje
• Krmilna naprava preko SPI komunicira s pospeškometrom, ki ob
aktivaciji vrača vrednost pospeškov v posameznih oseh
• Implementacija s prekinitvami
• Dobljene vrednosti pretvorimo v človeku razumljivo obliko in
preko USB pošljemo na PC
• Namenska aplikacija (C#) izpisuje seštete vektorje vseh osi
Aplikacija in naprava
Trak za zaznavanje dihanja
• Trak nam omogoča, da spremljamo
uporabnikovo aktivnost.
• Možno je zaznati število vdihljajev.
• Iz amplitude signala je razvidna tudi
količina vdihnjenega zraka.
• Trak se namesti okoli prsnega koša. LED
dioda na traku nam pove, če je trak
pravilno nameščen.
Delovanje
• Trak je sestavljen iz elastičnega
sukanca, ki z raztezanjem spreminja
upornost.
• Uporabljen je napetostni delilnik
• Čip PIC18F2550 preko AD
pretvornika zajema podatke, jih filtrira
in jih pošilja preko USB na
računalnik.
Delovanje
•
Pravilno delovanje je odvisno od več dejavnikov:
•
Izbira pravega šiva
• Raven šiv se je izkazal najbolje
•
Izbira elastičnega traku
• Trak ne sme biti preveč elastičen
•
Filtriranje podatkov
• Uporabljen je nizkopasovni filter, saj je
dihanje počasno
Dobljeni podatki
• Iz podatkov ni težko razločiti
hitrosti dihanja
• Podatki se uporabijo, da lahko
lažje oz. bolje določimo
težavnost vaje.
• V teoriji bi bilo možno zaznavati
tudi srčni utrip.
Naprava za merjenje
pravilnega kota
• Naprava se namesti na uporabnikovo roko s pomočjo
elastičnih trakov
• Z gibanjem spreminjamo upornost potenciometra
• Spremembo napetosti preračunamo v geometrijski kot
• Ta kot v komolcu pomaga pri nadziranju pravilnega izvajanja
vaje dvigovanja uteži
Komponente
•
•
•
•
Mikrokrmilnik PIC18F2550
Potenciometer z upornostjo 10kΩ
Domača izdelava preprostega mehanizma za uporabo na roki
Povezava na računalnik
Delovanje
• Naprava zajema preko A/D pretvornika
• Dobljene vrednosti nato preko USB sklada in serijskih
vrat pošiljamo na računalnik
• Na PC-ju opravimo pretvorbo v geometrijski kot
• Uporabniku se sproti izrisuje graf spremembe kota in
trenutni kot
Aplikacija in naprava
Giroskop
•
•
Giroskop SparkFun ITG-3205
Meri kotne pospeške
Delovanje
•
•
•
Nadzor pravilnega položaja roke ob vadbi
Komunikacija I2C
Velika občutljivost senzorja
Grafični vmesnik
•
•
Pretvorba v kotne stopinje
Opozarjanje uporabnika na pravilnost izvajanja
Delo pri predmetu
multimedija
•
•
•
•
Pri multimediji smo obravnavali načine zapisa in stiskanja
multimedijskih vsebin
V okviru tega smo naredili za osnovo dct stiskanje slike.
To smo kasneje nadgradili v lasten video format, ki nam služi
kot referenca za iskanje napak v lastni vadbi.
DCT
Podvzorčenje
• Kot dodaten del stiskanja pretvorimo RGB barvni model v
YCbCr model kjer lahko krominanco podvzorčimo.
Primerjava med formati
Format/Lastnosti
Format 1
Format 2
Format 3
Vir
Kamera
Kamera
2D avatar
Podvzorčenje
4:1:1
-
-
Barvni model
YCbCr
RGB
RGB
Da
Ne
Da
Kodiranje 1 okvirja
30ms
13ms
3-25ms
Dekodiranje 1 okvirja
30ms
23ms
3-25ms
Velikost pri mirovanju*
0.43%
0.34%
0.75%
Velikost pri gibanju*
2.86%
0.34%
1.25%
Shranjevanje sprememb
*Glede na velikost neskompresiranega videa
REZULTATI OBDELAVE
1.Format
3.Format
2.Format
Delo pri računalniški grafiki
• Uporaba .NET in ogrodja, ki podpirajo OpenGL (OpenTK,
SharpGL,...)
• Druge funkcionalnosti:
• Prikaz podatkov o vaji
• Scena in pogled iz poljubnega zornega kota
• Spremenljiva razpoloženja (obrazi)
• Estetsko izmenljivo ozadje
• Prikaz nasvetov za izboljšavo
3D model človeka
• Modeliranje v Blenderju
• UV mapiranje
• Risanje teksture v GIMP-u
3D model človeka
Zaključek
•
•
•
•
Spremembe predmetnika
Osvojena znanja iz več področij računalništva
Konec dober, vse dobro
Posebna zahvala pa gre koordinatorjema projekta