Using deep neural networks for kinematic analysis : challenges and opportunities
Julkaisuvuosi
2021
Tekijät
Cronin, Neil J.
Abstrakti:
Kinematic analysis is often performed in a lab using optical cameras combined with reflective markers. With the advent of artificial intelligence techniques such as deep neural networks, it is now possible to perform such analyses without markers, making outdoor applications feasible. In this paper I summarise 2D markerless approaches for estimating joint angles, highlighting their strengths and limitations. In computer science, so-called “pose estimation” algorithms have existed for many years. These methods involve training a neural network to detect features (e.g. anatomical landmarks) using a process called supervised learning, which requires “training” images to be manually annotated. Manual labelling has several limitations, including labeller subjectivity, the requirement for anatomical knowledge, and issues related to training data quality and quantity. Neural networks typically require thousands of training examples before they can make accurate predictions, so training datasets are usually labelled by multiple people, each of whom has their own biases, which ultimately affects neural network performance. A recent approach, called transfer learning, involves modifying a model trained to perform a certain task so that it retains some learned features and is then re-trained to perform a new task. This can drastically reduce the required number of training images. Although development is ongoing, existing markerless systems may already be accurate enough for some applications, e.g. coaching or rehabilitation. Accuracy may be further improved by leveraging novel approaches and incorporating realistic physiological constraints, ultimately resulting in low-cost markerless systems that could be deployed both in and outside of the lab.
Näytä enemmänOrganisaatiot ja tekijät
Julkaisutyyppi
Julkaisumuoto
Artikkeli
Emojulkaisun tyyppi
Lehti
Artikkelin tyyppi
Alkuperäisartikkeli:
Yleisö
TieteellinenVertaisarvioitu
VertaisarvioituOKM:n julkaisutyyppiluokitus
A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessäJulkaisukanavan tiedot
Lehti/Sarja
Kustantaja
Volyymi
123
Artikkelinumero
110460
ISSN
Julkaisufoorumi
Julkaisufoorumitaso
2
Avoin saatavuus
Avoin saatavuus kustantajan palvelussa
Kyllä
Julkaisukanavan avoin saatavuus
Osittain avoin julkaisukanava
Rinnakkaistallennettu
Kyllä
Muut tiedot
Tieteenalat
Tietojenkäsittely ja informaatiotieteet; Liikuntatiede
Avainsanat
[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Julkaisumaa
Yhdysvallat (USA)
Kustantajan kansainvälisyys
Kansainvälinen
Kieli
englanti
Kansainvälinen yhteisjulkaisu
Ei
Yhteisjulkaisu yrityksen kanssa
Ei
DOI
10.1016/j.jbiomech.2021.110460
Julkaisu kuuluu opetus- ja kulttuuriministeriön tiedonkeruuseen
Kyllä