Cours 4

Question 1

Qui est considéré comme le fondateur de l’éducation physique scientifique?

Answer 1

Georges Demeny

photographe, inventeur et précurseur du cinéma, gymnaste français d’origine hongroise considéré comme le fondateur de l’éducation physique scientifique

Question 2

qui est étienne-jules marey?

Answer 2

médecin, physiologique et inventeur français

Question 3

qui est edward james muggeridge?

Answer 3

photographe britannique, renommé pr ses décompositions photographiques du mvmt
travaux portant sur la description de la locomotion animale (début de la vidéo ; venant d’images successives)

Question 4

déf analyse du mvmt?

Answer 4

Mesure et analyse du mvt d’un corps

Question 5

Def Systèmes d’analyse du mvt

Answer 5

Système d’enregistrement d’images vidéo ou de films pour mesurer la cinématique du mvt

Question 6

def cinématique

Answer 6

Partie de la mécanique qui étudie le mvt en faisant abstraction des causes

Question 7

quelles sont les Cinq procédures pour effectuer une analyse

Answer 7

1. Enregistrer : enregistrer par image ou vidéo
2. Digitaliser : prendre les infos de l’outil de mesure et rendre utilisable par un algorithme d’analyse
3. Calibrer : déterminer la correspondance entre 1 pixel et 1 m
4. Reconstruire : reprendre le corps et en trouver sa correspondance virtuelle
5. Analyser : comparer les données (entre différents sujets ou différentes conditions)

Question 8

Choses à prendre en considération lors de l’enregistrement (5)

Answer 8

• Formatage
• Focus
• Profondeur de champ
• Réglages
• Distorsion de la lentille

Question 9

Quesque le formatage

Answer 9

• Format inclue la résolution de la vidéo
  Résolution
• Nb de pixel sur l’image : nombre de lignes x nombre d’éléments par ligne
• Ex. une image de Iphone X à 2346 lignes et 1125 points par ligne est une résolution de :
  o 2436 px * 1125 px = 2,7 Mpx
• Chaque pixel = 3 infos (rouge, vert, bleu )
• Image en « raw » et non en Jpeg : une image peut prendre 20 Mo
• En vidéo :
  o Si chacune des images prend 20 Mo
  o 5 images (1/3 s) = 100 Mo
  o Donc 30 images par seconde = 30 x 20 Mo = 600 Mo/seconde
  o Donc 1.2 Go d’information pour 2 s de vidéo c’est ÉNORME (c’est pk le format mp4 est utile…)

Question 10

Pourquoi est-ce un enjeu d’augmenter la résolution des images le plus possible ?
a) Car trop de pixels peut nuire à la netteté de l’image (image trop nette)
b) Car cela prend beaucoup d’espace (bcp de données; très lourd)
c) Car la résolution maximale qu’on peut avoir est très limitée
d) Car trop de pixels fait perdre de l’info sur l’image

Answer 10

Car cela prend beaucoup d’espace (bcp de données; très lourd)

Question 11

Quesque le format mp4

Answer 11

• Encode la direction du pixel sur les 10 prochains frames
• Permet de réduire la quantité d’info
• Désavantage : risque d’image corrompue
  o Si on perd le premier frame (celui avec toutes les infos), il nous reste juste la direction dans laquelle les pixels vont dans les prochains vidéos

Question 12

quel formatage on utilise en biomec?

Answer 12

• Format mp4
• Encode les infos sans grande perte d’info au niveau de l’image
• Donc = on met certains moments ds la vidéo où l’image est complète mm si ça prend bcp de poids, c’est un compromis à faire

Question 13

quesque le focus? la profondeur du champ?

Answer 13

• Focus : endroit où les rayons réfléchis de l’autre côté de la lentille, convergent sur le capteur (endroit où l’image est la + nette)
• Profondeur de champ : espace acceptable (clair) autour de ce point (range où je peux déplacer mon objet et qu’il reste tjrs en focus)
  –> Image hors focus  rayons vont converger DERRIÈRE mon capteur (rétine)

Question 14

Quelles composantes on retrouve ds les réglages?

Answer 14

distance avec la lentille
ouverture du diaphragme
vitesse d’obturation
fréquence d’acquisition
longueur focale
distorsion de la lentille
calibration

Question 15

Facteurs influençant la profondeur de champ ? (2)

Answer 15

1. Distance avec lentille
   a. Faire changer l’individu de place pour qu’il soit dans la profondeur de champ (ou le boy qui tient la caméra peut juste se reculer par ex)
2. Ouverture du diaphragme (objet sera focus lorsque tous les rayons de lumière qui arrivent dessus sont également focus)

Question 16

Quesque la vitesse d’obturation ?

Answer 16

• Temps que l’obturateur laisse passer la lumière
  o + je laisse mon œil ouvert, + il y aura de lumière qui va entrer dedans
  o Si tu ouvres les yeux pdnt 4 sec et que quelqu’un bouge devant toi = tu vas le dessiner un peu brouillé. Or, si tu ouvres les yeux pdnt 1ms slmt = tu vas dessiner qqlch d’immobile et de fixe (psk ta vrm pris une image pas une série d’images…)
  Par extension : temps d’exposition du capteur

Question 17

Netteté VS clarté? dépend de quoi?

Answer 17

dépend de la vitesse d’obturation

Netteté = définie, détaillée, précise ; vitesse d’obturation rapide
Clarté = lumineuse, claire ; vitesse d’obturation lente

Question 18

en biomec du corps humain, on veut une vitesse d’obturation lente ou rapide?

Answer 18

rapide

Question 19

quesque la fréquence d’acquisition? 1 avantage et 1 inconvénient

Answer 19

• Nb d’acquisitions par unité de temps
  o 100 Hz = 100 images/s
• Avantage : permet de mesurer éléments qu’on ne voit pas à l’œil nu. En biomec : déformations et trajectoires
• Inconvénient : prend bcp de place sur disque dur plus la fréquence est grande

Question 20

quesque la longueur focale ?

Answer 20

• Distance entre capteur et lentille
• Plus longueur focale est grande, plus l’image est découpée (zoomée)
  o Quand je prends une photo et je zoom, je viens augmenter ma longueur focale
• Longueur focale conditionne effet de perspective

Question 21

quelle est la longueur focale de l’humain? de la caméra?

Answer 21

Longueur focale de l’oeil humain = 35mm, mais avec une caméra = 50mm

Question 22

Quesque l’ouverture du diaphragme?

Answer 22

• Grandeur à laquelle le viseur s’ouvre
• Ouverture du diaphragme :
  o Plus ouverture est grande, plus la lumière entre dans l’appareil
  o Plus ouverture est grande, moins j’ai de profondeur du champ (+ on ferme le clapet, + ma profondeur de champ augmente)

Question 23

Le f correspond à quoi?

Answer 23

Le f correspond au ratio de la longueur focale et de l’ouverture : un grand f indiquie une petite ouverture (+ le f est grand, + l’ouverture est petite)

Question 24

quel est le compromis de qtté de lumière vs profondeur de champ

Answer 24

o En jouant avec vitesse d’obturation et ouverture du diaphragme, selon la profondeur de champ nécessaire
o Ex. J’ai une vitesse d’obturation vraiment rapide (donc peu de lumière), mais je veux augmenter ma lumière en conservant cette v à je peux augmenter ouverture du diaphragme

Question 25

Quelles sont les 2 distorsions de la lentille possibles?

Answer 25

barillet
coussinet

Question 26

cmt réduire l’effet de distorsion?

Answer 26

Calibration

Question 27

quesque la calibration

Answer 27

• Mise en correspondance des d mesurées (en pixel) avec une dimension réelle (en m)
  o Selon un objet de référence de dimension et position connues
   Distance de ref (mesurée dans la vie réelle)
   Distance mesurée (plan où la personne marche)

1 m sera plus grand lorsque la personne sera plus loin du capteur = si c’est pas sur le même plan, on doit convertir !

Question 28

formule du théorème de thales

Answer 28

l sur L = d sur D

Question 29

en biomec, l’analyse permet de (4)?
Méthode utilisée (3) ?
But ?

Answer 29

• D’avoir une compréhension objective plutôt qu’intuitive du geste
• De comparer les techniques entre elles
  o Ex. saut vertical : comparer flexion complète des genoux vs sans flexion mais avec utilisation des bras
• Comparer athlètes
• Comparer athlète p/r à lui-même (suivi de performance)

Méthode
1. Comparer les éléments clés (angles et positions)
2. Comprendre les paramètres qui influencent la performance de chaque séquence
3. Investiguer les interactions entre les séquences (séparer le mvt en plusieurs séquences)

But : Faire des conclusions en lien avec la pratique du kin

Question 30

Quesque l’analyse 2D

Answer 30

• Analyse sommaire, mais pertinente d’un geste qui peut être réalisée à partir d’images enregistrées avec une caméra vidéo

Question 31

2 étapes à l’analyse 2D

Answer 31

1. Étiquetage des données
   o Action de nommer certains produits sur l’image (repères osseux, articulations, membres, cm, etc.)
    Ex. marqueurs sur malléole latérale, sur condyle latéral du genou, sur grand trochanter pour avoir l’angle articulaire du genou
   o Plusieurs logiciels permettent de le faire (très coûteux)
   o Kinovea : alternative gratuite avec code source libre (on peut avoir accès au code qui permet de faire le tracking, et va permettre de calculer angle articulaire à partir des repères osseux qu’on va avoir identifier).
2. Interprétation des résultats
   o Angles et vitesses articulaires
   o Position des segments ou articulations
   o Position et vitesse de la barre

Question 32

Sources d’erreur en analyse 2D ? (3)

Answer 32

 Erreur de suivi (ex. avec vitesse d’obturation trop élevée, ça peut me donner l’impression d’un mvt antéro-postérieur alors qu’il n’y en a pas vrm, photo est floue)
* Mauvais contraste
* Manque de pixel
* Mauvais réglage

 Effet de parallaxe : effet du chgt de position de l’observation sur ce qu’il perçoit

 Effet de perspective : valeur de référence n’est pas la même que si le mouvement se produit dans un autre plan

Question 33

Qu’est-ce qui pourrait expliquer que je tombe sur une image floue quand j’analyse un frame ?

Answer 33

• Vitesse d’obturation élevée

Question 34

Plus ratio d/D sera près de 1, moins… et plus…

Answer 34

Plus ratio sera près de 1; moins il y aura d’effet de perspective et de parallaxe et plus on se rapproche à ce que l’œil humain voit réellement
- Mais compromis : données risquent d’être moins précises pcq on les voit moins bien

Question 35

quel est le gold standard en analyse

Answer 35

analyse 3D

Question 36

déf de l’analyse 3D
cmb de caméras sont nécessaires ?

Answer 36

• Prend en compte l’effet de parallaxe et de perspective en incorporant la profondeur

2 caméras minimum
o 1ère cam : x, y
o 2ème cam : y, z
o Ensemble : x,y,z

• Placement des marqueurs ; sur repères osseux
  o Une des seules choses qui peut impacter mes mesures lorsque je suis en 3D est l’identification adéquate des repères osseux
• Reconstruction des marqueurs (étiquetage)
  o Détecter et localiser précisément objet sur l’image de la caméra
  o Mise en correspondance des vues de plusieurs caméras
  o Calcul de la position en 3D
   À partir des projections
   + de 2 images est nécessaire
• Évaluation de la cinématique articulaire
  o Calcul des angles par une succession de 3 rotations
  o Nb de DDL de l’articulation
  1DDL : ds 1 seul plan (ex juste flexion-extension)
  2DDL : ds 2 plans (ex flexion-extension + abd-add)

Question 37

La séquence des rotations a-t-elle une influence sur l’orientation finale?

Answer 37

La séquence des rotations a une influence sur l’orientation finale !!! Encore + problématique pr les articulations comme la hanche ou l’épaule

Question 38

Sources d’erreur en analyse 3D (3)

Answer 38

1. Positionnement des marqueurs sur la peau
2. Mvt des tissus mous
   a. Couche de peau à considérer (ex. personnes très musclées ou fat va faire varier la distance entre le vrai repère osseux et les marqueurs sur la peau)
   b. Connaitre déformations des repères osseux pour clientèle spécifique (ex. si je work avec gens ayant des spasmes et que je sais que les os s’adaptent aux contractions, je sais que mon repère osseux ne sera pas exactement au même endroit)
   c. Ex. Personnes très minces : tissus mous bougent beaucoup lors des mvt
3. Interprétation des angles (séqeunce des rotations; négligeable de nos jours)