Des mouvements physiques spécifiques agissent comme une « ardoise de claquettes » universelle pour synchroniser des flux de données indépendants. Lorsque vous effectuez une action distincte, comme tapoter un capteur ou sauter, vous créez un pic net et simultané dans les données (accélération ou pression) sur tous les appareils. Cela fournit un point de référence clair qui permet aux chercheurs d'aligner les horodatages lors du post-traitement pour les systèmes qui manquent de connexions matérielles physiques.
Point clé : En l'absence d'horloges matérielles partagées, des mouvements physiques distincts créent des pics de données identifiables. Ces pics permettent l'utilisation de fonctions de corrélation croisée pour aligner précisément des sources de données disparates, garantissant une analyse multimodale précise.
Le défi des systèmes indépendants
Le fossé matériel
De nombreux outils avancés d'analyse de la démarche, tels que les systèmes optoélectroniques, les unités de mesure inertielle (IMU) et les semelles de pression, fonctionnent comme des unités indépendantes.
Ils manquent souvent d'interfaces physiques ou de câbles qui leur permettraient de partager une horloge maître pendant l'enregistrement.
Le problème de désalignement
Étant donné que chaque appareil fonctionne avec sa propre horloge interne, les flux de données brutes présentent généralement des horodatages incohérents.
Sans point de référence commun, il est impossible de corréler avec précision un impact de pied enregistré par une semelle avec l'angle articulaire correspondant capturé par une caméra.
Comment les mouvements physiques comblent le fossé
Créer l'« événement »
Pour résoudre le problème de synchronisation, les chercheurs introduisent un mouvement physique spécifique au début ou à la fin d'une session d'enregistrement.
Les exemples courants incluent le tapotement d'un capteur pour générer un pic d'accélération ou le saut tout en portant des semelles pour créer un pic de pression net.
La signature du signal
Ces actions sont choisies car elles produisent des signaux distincts et de grande amplitude qui diffèrent des schémas de marche normaux.
Cela garantit que l'événement de synchronisation se démarque clairement du bruit de fond du flux de données.
Le rôle du post-traitement
Fonctions de corrélation croisée
Une fois les données collectées, les chercheurs utilisent des outils mathématiques connus sous le nom de fonctions de corrélation croisée.
Ce processus implique de « faire glisser » mathématiquement les différents flux de données d'avant en arrière jusqu'à ce que les pics de signal du mouvement physique se chevauchent parfaitement.
Atteindre l'alignement temporel
Lorsque les pics s'alignent, les horodatages des différents appareils sont effectivement synchronisés.
Cela garantit la cohérence entre toutes les modalités, permettant une analyse précise et intégrée du mouvement du sujet.
Comprendre les compromis
Synchronisation non en temps réel
Cette méthode repose entièrement sur le post-traitement.
Contrairement à la synchronisation matérielle, vous ne pouvez pas visualiser de données parfaitement alignées en temps réel ; vous devez les aligner après la fin de la session.
Dépendance à l'exécution
La précision de la synchronisation dépend fortement de la netteté du mouvement.
Si le tapotement ou le saut est trop doux ou progressif, le pic de données sera large ou ambigu, rendant l'alignement précis difficile.
Assurer une synchronisation réussie
Pour synchroniser efficacement vos données multimodales sans interfaces matérielles, tenez compte de vos besoins spécifiques :
- Si votre objectif principal est la génération de signaux distincts : Effectuez des mouvements nets et à fort impact (comme un tapotement fort ou un saut) pour créer des pics indéniables dans les données.
- Si votre objectif principal est la précision des données : un post-traitement rigoureux à l'aide de fonctions de corrélation croisée est essentiel pour corriger les décalages d'horodatage.
En créant un événement physique délibéré, vous transformez des appareils indépendants en un outil d'analyse unifié.
Tableau récapitulatif :
| Fonctionnalité | Synchronisation par mouvement physique | Synchronisation matérielle |
|---|---|---|
| Mécanisme | Mouvement délibéré (saut/tapotement) | Lien d'horloge maître matériel |
| Facilité d'utilisation | Aucun câble requis ; polyvalent | Nécessite des connexions physiques |
| Synchronisation | Alignement par post-traitement | Alignement en temps réel |
| Outil clé | Fonctions de corrélation croisée | Impulsions de déclenchement/Câbles |
| Facteur critique | Netteté du mouvement | Compatibilité matérielle |
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