基于雙目視頻的三維空間筆跡跟蹤.pdf

1、空間筆跡跟蹤指的是用筆在三維空間中移動,然后通過某種設(shè)備捕捉筆尖在每一時刻的三維坐標,繼而還原出筆尖在移動過程中所形成的軌跡的技術(shù)。筆跡跟蹤技術(shù)乃至空間筆跡跟蹤技術(shù)可以滿足傳統(tǒng)輸入設(shè)備(例如鼠標)所不能滿足的人們對輸入文字、繪畫的需求。在可預見的未來空間筆跡跟蹤技術(shù)一定會有非常廣闊的發(fā)展前景。
　　目標跟蹤領(lǐng)域較常用的是MeanShift算法,而CamShift算法又是MeanShift算法用于目標跟蹤的一個具體實現(xiàn)。本文研究并實

2、現(xiàn)了CamShift算法以及經(jīng)常與其配合使用的Kalman濾波器,經(jīng)實驗后發(fā)現(xiàn)這種方法用在筆跡跟蹤方面的效果一般,因此本文提出了將高斯粒子濾波器與CamShift算法相結(jié)合的方法,并證實了該方法用于筆跡跟蹤方面確實是有效的。本文設(shè)計了一個算法,以雙攝像頭同時對目標的跟蹤結(jié)果作為輸入,利用視差原理可以獲得目標的深度信息繼而得到三維坐標。
　　本文的具體工作如下:
　　1)從實現(xiàn)場合和所應(yīng)用的技術(shù)方面,研究和分析了空間筆跡跟蹤,

3、總結(jié)比較了一些當今流行的空間筆跡跟蹤技術(shù)。
　　2)研究并實現(xiàn)了CamShift算法與Kalman濾波器的基本原理,以及將他們結(jié)合在一起的方法。本文還提出了將CamShift算法與高斯粒子濾波器相結(jié)合的方法,并通過實驗驗證了當用于筆跡跟蹤時,該算法確實比 Kalman濾波器效果好。本文設(shè)計了一個利用人類雙目成像的視差原理對兩個攝像頭對目標的跟蹤結(jié)果進行分析的方法,并可以從中計算出z軸的位移,即深度信息。
　　3)本文完成了一

4、個系統(tǒng),可以獲得筆尖的三維坐標,并以空間中的長方體來表示,該系統(tǒng)可以記錄筆尖的三維軌跡,也可以用來寫連筆字,本文還完成了一個可以簡單的識別筆跡的模塊。對于本文的實驗系統(tǒng),本文對試驗系統(tǒng)獲得的目標坐標(尤其是深度信息z軸的坐標)的精度做了實驗;對筆尖大小在跟蹤過程中對跟蹤效果的影響做了實驗;最后用筆寫字并測試系統(tǒng)還原出來的筆跡效果。
　　4)對于用高斯粒子濾波器加強CamShift算法中存在的問題以及可能的改進方向進行了闡述,并對空