A multi-dimensional framework for quantifying dance movement complexity with hierarchical structure analysis

doi:10.1038/s41598-026-67487-w

A multi-dimensional framework for quantifying dance movement complexity with hierarchical structure analysis

2026-08-28

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DOI：10.1038/s41598-026-67487-w

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舞蹈是一种高度表现力的人类运动形式，涉及身体姿势、时间、节奏和空间利用的协调变化。然而，舞蹈动作复杂性的分析仍然经常基于主观判断，这使得难以比较不同舞者、风格、编舞结构和学习阶段的表演。本文提出了一种系统框架，用于从基于姿态的运动数据量化舞蹈动作的复杂性，并分析表演中复杂性的层次组织。原始视频或动作捕捉输入被转换为标准化的时间序列人体关键点。经过插值、平滑、对齐和尺度归一化后，运动序列通过关节位置、速度、加速度、角变化和段级描述符来表示。复杂性随后分解为五个可解释的维度：运动学变化、时间复杂性、空间复杂性、结构多样性和信息论不规则性。这些维度在时间窗口内局部计算和在整个表演中全局计算，产生多维复杂性剖面和可选的综合指数。进一步引入层次结构分析，以连接关节级行为、短运动单元、短语级片段和完整的编舞作品。该框架支持标准化和可重复的比较不同舞蹈风格、舞者和编舞部分，同时保持可解释性。所提出的方法为舞蹈分析、智能反馈、数字表演评估以及更广泛复杂人类运动的计算研究提供了可重复的基础。

Keyword:

Dance movement analysis

Movement complexity

Pose estimation

Motion variability

Sample entropy

Hierarchical structure

Human motion analysis

A multi-dimensional framework for quantifying dance movement complexity with hierarchical structure analysis

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