論文の概要: 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

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.24415v2
• Date: Fri, 01 May 2026 08:54:15 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-05-04 13:37:10.82311
• 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
• Title（参考訳）: マーカレス3次元ポース推定データに基づく位相分離複素ヒルベルトPCA:大域位相ネットワークとその体表面連続場への拡張
• Authors: Hiromitsu Goto, Tao Tao, Zheng-Lin Chia,
• Abstract要約: スポーツ運動におけるキネマティック・チェーンの定量的解析は,パフォーマンス評価と外傷予防に不可欠である。 KS(Kinematic-Sequence)やCRP(Continuous relative phase)といった従来の手法は、隣接する結合対に限られる。 我々は、マーカーレス3Dポーズ推定データにおいて、各動き相に対して複素ヒルベルト主成分分析(CHPCA)を別々に適用する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.849773844811223
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantitative analysis of the kinematic chain in sports motion is essential for performance evaluation and injury prevention. Conventional methods such as the kinematic-sequence (KS) and continuous relative phase (CRP) are confined to adjacent joint pairs and lack a unified framework for whole-body coordination, while segmental power-flow analysis requires force plates and inertial parameters that restrict it to laboratory environments. We apply Complex Hilbert Principal Component Analysis (CHPCA) separately to each motion phase (backswing and downswing) on markerless 3D pose estimation data, extracting the dominant whole-body phase pattern as a single complex eigenvector. The pipeline further includes a fully automatic signal-based phase segmentation (no priors on strike count or rest location) and an extension to 1,079 body-surface mesh vertices, so that the kinematic chain is represented as a continuous phase field across the body. On 14 hammer-striking trials of a single subject, the framework reveals (i) a trunk-anchored global phase architecture, (ii) a functional asymmetry between preparation and execution phases quantified by Mode-1 contribution (45.5% vs. 70.5%) and inter-trial Spearman consistency (0.38 vs. 0.58), and (iii) a consistent reorganisation across both skeletal joints and mesh vertices ($p < 10^{-10}$ on 1,079 vertices). As a methodological consistency check, pairwise phase differences from the Mode-1 eigenvector are compared against CRP on all 190 joint pairs by a permutation test ($ρ= 0.473$, $p = 0.0005$). A correspondence analysis between Mode-1 amplitude and kinetic-energy mobilisation variance further shows a strong positive correlation in the downswing ($ρ\approx 0.71$ on both skeleton and mesh) and no correlation in the backswing, indicating that the proposed framework bridges kinematic and kinetic descriptions of coordination through phase structure.
• Abstract（参考訳）: スポーツ運動におけるキネマティック・チェーンの定量的解析は,パフォーマンス評価と外傷予防に不可欠である。 KS (Kinematic-Sequence) やCRP (Continuous relative phase) といった従来の手法は、隣接するジョイントペアに限られており、全身調整のための統一された枠組みが欠如している。 我々は、マーカーレス3Dポーズ推定データに対して、各動き位相(バックスウィングとダウンスウィング)にコンプレックスヒルベルト主成分分析(CHPCA)を別々に適用し、支配的な全身位相パターンを単一の複素固有ベクトルとして抽出する。 パイプラインはさらに、完全な自動信号ベースのフェーズセグメンテーション(ストライクカウントや静止位置の事前は含まない)と1,079の体表面メッシュ頂点への拡張を含んでおり、キネマティックチェインは、体全体の連続位相場として表現される。 1つの主題の14のハンマーストライク試行について、この枠組みが明らかにする (i)トランク型グローバルフェーズアーキテクチャ。 (二)モード1の寄与(45.5%対70.5%)と裁判間スパイアマンの一貫性(0.38対0.58)で定量化した準備と実行相の間の機能的非対称性 3) 骨格関節とメッシュ頂点(p < 10^{-10}$ 1,079 vertices)をまたいだ一貫した再編成。 方法的整合性チェックとして、モード-1固有ベクトルの対相差を190個の結合対のCRPに対して置換試験(ρ = 0.473$, $p = 0.0005$)で比較する。 モード1の振幅と運動エネルギーの運動運動量変化の対応解析により,下降速度(スケルトンとメッシュの双方でρ-approx 0.71$)には強い正の相関がみられ,後降速度の相関は認められなかった。

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