在多视图无标记运动捕捉中优化相机布局：针对静态和动态任务，与黄金标准运动学方法进行对比验证的研究

《BMC Research Notes》：Optimizing camera placement in multi-view markerless motion capture: a validation study against gold-standard kinematics for static and dynamic tasks

　　

摘要

目的

本研究旨在确定一种无标记运动捕捉系统的最佳摄像机配置，该系统可能成为实验室系统的低成本替代方案。通过在静态姿态和动态举升任务中将该系统的性能与金标准进行对比，研究解决了摄像机布局对测量有效性影响的关键问题。使用了MediaPipe对六组不同的立体摄像机对进行了校准，以便进行3D重建。计算了关节角度，并通过平均绝对误差（MAE）、组内相关系数（ICC）和Bland-Altman分析来评估其一致性。

结果

系统性能对摄像机布局非常敏感。最佳配置（大约45度的分离角度）在静态（ICC=0.851，MAE=9.28度）和动态（ICC=0.823，MAE=12.92度）任务中均表现出极好的一致性。主要的外周关节（髋关节、膝关节、肩关节）的可靠性良好到优秀（ICC=0.73–0.92），而颈部的可靠性仅为中等（ICC=0.56–0.66）。基线宽度过大的配置（大于90度）表现较差（ICC<0.40）。采用基线较窄的双摄像机设置可以生成主要的关节角度估计值，为生物力学、人体工程学和康复领域的经济型运动捕捉应用提供实用指导。