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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:余韋任
研究生(外文):Wei-Ren Yu
論文名稱:太極八法動態評量系統之開發
論文名稱(外文):Motion Assessment System for the Eight Essentials of Tai Chi
指導教授:郭伯臣郭伯臣引用關係
指導教授(外文):Bor-Chen Kuo
口試委員:郭伯臣何宗融梁文敏
口試委員(外文):Bor-Chen KuoTsung-Jung HoWen-Miin Liang
口試日期:2012-06-20
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺中教育大學
系所名稱:教育測驗統計研究所
學門:教育學門
學類:教育測驗評量學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2012
畢業學年度:100
語文別:中文
論文頁數:45
中文關鍵詞:太極拳太極八法影像處理Kinect電腦化動態評量
外文關鍵詞:Tai Chieight Essentials of Tai ChiImage ProcessingKinectMotion Assessment System
相關次數:
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太極拳起源於中國,根據許多研究顯示,太極拳對於人體的移動以及平衡有良好的幫助,在世界各國,如:澳洲、加拿大、英國、美國,也都已經將太極拳運用在健康照顧上。中國醫藥大學執行之教學卓越計畫擬將太極拳運動推廣至全校,甚至社區民眾。故中國醫藥大學的何宗融教授編授一套太極八法,並於其開設之「中醫養生學」課程中,教授太極拳之基本知識。但由於學習太極八法的學員人數眾多,如果由專家辨識不僅耗費人力,專家會受到疲勞的影響,使得評判的標準有所不一。另外,學生在家自學或練習太極拳基本動作時,也會因無專家之指導,自己無法判定基本動作之準確程度。故本研究旨在開發一套太極八法之電腦化動態評量測驗系統,搭配單槍攝影機或微軟開發之Kinect設備,擷取學員之動作剪影,再利用影像處理技術與專家之標準動作進行比對,判別學員動作的正確與否。其中搭配Kinect設備之系統可在學員打完太極八法動作後,立即回饋各動作的標準與否,除了可以協助專家進行動作評分之外,亦可提供學員參考並輔助其了解各動作之缺失。此外,本研究同時提供另一套練習使用系統,針對單一動作進行分析,使學員可自我調整出正確動作。藉由統計相關分析發現,本系統評量結果與專家評量結果大致呈現正相關,另外在分為優劣兩類的情況下,本系統也有不錯的正確率,即本系統的確可以有效率地評斷各動作之正確性。
Tai Chi originated in China is a physical activity in the form of linked choreographed movements and incorporates balance. The endorsement from the Arthritis Foundation of Australia, Arthritis Care of the UK, and the Arthritis Foundation of the US increased recognition and widespread use of Tai Chi for health care.
China Medical University of the Excellence in Teaching Project intends to popularize Tai Chi to school and community. Professor Tsung-Jung Ho compiles the eight Essentials of Tai Chi. Because a lot of student need professor to calculate their tai chi achievement, and professor will be affect by fatigue. The standard may has a little bit bias.
The purpose of the present study is to build a computerized assessment for evaluating the performance of Tai Chi exercise. In this study, the reliability and validity of the computerized assessment are also explored. Two hardware environments are established in this study. The first one is to use charge-coupled device (CCD) camera to capture the human bodies of the participants who play Tai Chi, and the other one is to use low-price device, Kinect, for detecting the human bodies. Former one can get more complete silhouette and higher performance than the latter one. However, latter one with Kinect device costs less time in image processing and score the movements immediately. Moreover, the proposed software for computerized scaling could assist Tai Chi experts to automatically score the performance of Tai Chi.

目錄
摘要 III
ABSTRACT IV
目錄 V
表目錄 VI
圖目錄 VII
第一章、緒論 1
第一節、研究動機與目的 1
第二節、名詞解釋 3
第二章、文獻探討 4
第一節、太極八法 4
第二節、感覺統合電腦化診斷系統 10
第三節、MICROSOFT KINECT 15
第三章、研究方法 19
第一節、硬體設備概述 19
第二節、專家計分模式 22
第三節、電腦計分模式 23
第四節、後續分析方法 26
第五節、研究流程 27
第四章、實驗與實驗結果 34
第一節、單槍攝影機系統分析結果 34
第二節、KINECT系統分析結果 35
第五章、結論與未來發展 39
參考文獻 40
中文部分 40
英文部分 42
表目錄
表4-1 單槍攝影機系統電腦與專家評判之相關性 34
表4-2專家評量之學員及格率 35
表4-3 KINECT系統電腦與專家評判之相關性 36
表4-4 正確率計算表 37
表4-5 重疊率分級標準 38


圖目錄
圖2-1 太極八法中之掤之代表動作 4
圖2-2 太極八法中之捋之代表動作 5
圖2-3 太極八法中之擠之代表動作 5
圖2-4 太極八法中之按之代表動作 6
圖2-5 太極八法中之採之代表動作 6
圖2-6 太極八法中之挒之代表動作 7
圖2-7 太極八法中之肘之代表動作 7
圖2-8 太極八法中之靠之代表動作 8
圖2-9 中國醫藥大學全校性太極拳活動 9
圖2-10 「太極天天打」社區太極拳活動 9
圖2-11 人物視覺監控分析 10
圖2-12A 影像處理方法–侵蝕 13
圖2-12B 影像處理方法–膨脹 13
圖2-12C 影像處理方法–斷開 14
圖2-12D 影像處理方法–閉合 14
圖2-14 MICROSOFT KINECT內部攝影機的組成 15
圖2-15 深度影像 16
圖2-16 骨架關節位置 17
圖3-1 單槍攝影機攝影架構 19
圖3-2單槍攝影機系統場地配置圖 20
圖3-3 KINECT系統場地配置圖 21
圖3-4 系統配置 21
圖3-5 專家計分量表 22
圖3-6 影像處理之灰階化 23
圖3-7 影像處理之二值化 23
圖3-8 影像處理之正規化 24
圖3-9 時間區段內抓取影像比對示意圖 25
圖3-10 研究流程 27
圖3-12 「啟用攝影功能」批次檔之對話框 29
圖3-13 「動作分析」批次檔之對話框 29
圖3-14 視窗二–分析結果 29
圖3-13 .DOC檔詳細成績 30
圖3-16 KINECT系統之研究流程 31
圖3-17 KINECT系統標準動作 32
圖3-18 KINECT系統介面 33



參考文獻
中文部分
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王夷暐(2002)。太極拳社區介入對老人跌倒之成效。臺北醫學大學。
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呂萬安(2007)。二個月太極拳訓練對於中老年人肱動脈血管彈性度的影響。中醫藥研究論叢。第十卷,第二期。台北市中醫師公會發行
呂萬安(2007)。大家來打太極拳。專題報導:自然療法與中醫現代化。科學發展月刊。401期。中華民國國家科學委員會發行。
林辰育(2011)。感覺統合手腳協調之電腦化測驗工具建置。未出版之碩士論文,國立台中教育大學教育測驗統計研究所,台中市。
林震岩(2010)。多變量分析–SPSS的操作與應用。台北:智勝文化事業有限公司。
吳貴崗(2010)。使用Kinect體感攝影機藉由人體骨架進行人類動作識別。國立臺北科技大學。
吳慧珉、林巾凱、郭伯臣(2011)。以視覺監控為基礎之感覺統合姿勢動作評量研究。測驗學刊。58(3),423-451。台北市:中國測驗學會。(TSSCI)
張簡附中(2010)。數位影像處理-使用MATLAB 7.X。台北:松崗資產管理股份有限公司。
劉沅錦(2008)。練習太極拳對老年人體適能與健康之研析。南開科技大學。


英文部分
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Microsoft (2012). http://msdn.microsoft.com/zh-tw/hh367958.aspx.
Microsoft (2012). http://www.microsoft.com/en-us/kinectforwindows/.
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T.-J. Ho (2009). Traditional Chinese Medicine Health Promotion Practice Textbook --Tai Chi.
T.-J. Ho, W.-M. Liang, C.-H. Lien, T.C. Ma , H.-W. Kuo, B.-C. Chu, H.-W. Chang, J.-G. Lin (2007). “Health-related quality of life in the elderly practicing T'ai Chi Chuan,” JOURNAL OF ALTERNATIVE AND COMPLEMENTARY MEDICINE, vol. 13, no. 10, pp. 1077-1084, Dec.
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