Desenvolvimento de sistema de baixo custo para análise do movimento humano utilizando o OpenPose: um estudo de caso

Os sistemas de análise de movimento humano têm, na conjuntura atual, grande importância em áreas da indústria, como animação, filmes e treinamento esportivo, bem como nas áreas de pesquisa envolvendo motricidade humana, tendo grande impacto na reabilitação, biomecânica e diagnósticos. Entretanto, tais sistemas frequentemente possuem alto custo de aquisição, seja por software ou por equipamentos, bem como problemas logísticos de transporte e implementação em em ambientes fora do laboratório, por exemplo, no geral vinculados às especificidades dos aparelhos empregados, dificultando seu acesso por um público maior. Tendo isso em vista, esse trabalho conduz um estudo de caso visando propor uma alternativa de baixo custo, utilizando ferramentas de visão computacional, mais precisamente, o software OpenPose. Além disso, são usadas técnicas de processamento digital de sinais para criar um sistema de análise que atinja níveis satisfatórios, reduzindo drasticamente o número de equipamentos utilizados e o custo deles como um todo, cujo desempenho seja comparável a um sistema de alto padrão disponível no laboratório dedicado a esses estudos, o Laboratório de Estudos da Motricidade Humana (LEMOH), vinculado à FFTO-ICS/UFPA. Os resultados desse trabalho mostraram-se promissores em ambientes com condições controladas (iluminação, contraste de cores, sem ocorrência de oclusão de membros e estruturas para estabilização dos equipamentos de captura), atingindo coeficientes de correlação acima de 85%, bem como uma razão sinal-ruído (SNR) acima de 8 dB (decibéis) em comparações realizadas entre os sinais obtidos por ambos sistemas em relação ao deslocamento dos pontos anatômicos. Para comparações dos sinais de velocidade e aceleração, obteve-se coeficiente de correlação acima de 80%, ambos apresentando valor de SNR acima de 4 dB. As estimativas de variação angular articular para o movimento testado mostraram valores médios de SNR acima de 7 dB.