基于标记less 3D 姿态估计数据的相位分离复合希尔伯特主成分分析:全局相位网络及其对身体表面的连续场扩展
摘要
运动链的定量运动学分析是性能评估和伤害预防的关键。传统方法如运动序列 (KS) 和连续相对相位 (CRP) 仅限于相邻关节对,缺乏对全身协调的统一框架;而段节功率流分析需要力板和惯性参数,限制其仅用于实验室环境。我们对标记less 3D 姿态估计数据中的每个运动相位 (后摆和下摆) 分别应用复合希尔伯特主成分分析 (CHPCA),提取作为单个复合特征向量的主导全身相位模式。管道还包括完全自动的信号驱动相位分割(无击球次数或休息位置先验),以及对 1,079 个身体表面网格顶点的扩展,以便将运动链表示为覆盖整个身体的连续相位场。在 14 例单一受试者的挥锤击球试验中,框架揭示了:(i) 脊柱锚定的全局相位架构;(ii) 准备与执行相位之间功能性不对称性,其由 Mode-1 贡献率分别为 45.5% 与 70.5%,且跨试验的斯皮尔曼一致性分别为 0.38 与 0.58;(iii) 两侧骨骼关节和网格顶点之间的一致性重组 ( 在 1,079 个顶点上)。作为方法论一致性检查,我们将 Mode-1 特征向量的两两相位差与 CRP 在所有 190 对关节对进行置换检验 (, )。Mode-1 振幅与动能 mobilisation 方差之间的对应分析进一步显示,在下摆中 ( 在骨骼和网格上) 呈现强正相关,而在后摆中无相关性,表明所提出的框架通过相位结构桥接了运动学和动力学协调描述。
引用
@article{arxiv.2604.24415,
title = {Phase-Separated Complex Hilbert PCA on Markerless 3D Pose Estimation Data: A Global Phase Network and Its Extension to a Continuous Field on the Body Surface},
author = {Hiromitsu Goto and Tao Tao and Zheng-Lin Chia},
journal= {arXiv preprint arXiv:2604.24415},
year = {2026}
}
备注
19 pages, 8 figures, 6 tables. Extended English version of a paper to be submitted to Transactions of the Japanese Society for Artificial Intelligence (JSAI; Special Issue on Emerging Topics in Sports Informatics). v2: corrected reference metadata for 8 entries (Kichikawa+18 -> Iyetomi+20); minor wording revisions in Sections 1, 3.4, 3.5, 4.2-4.5; no change to results or main claims