基于深度信息的虛擬人運(yùn)動(dòng)建模方法的研究.pdf

1、目前虛擬人運(yùn)動(dòng)技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于體育和醫(yī)療康復(fù)。為了使計(jì)算機(jī)所生成的虛擬人物可以擁有和現(xiàn)實(shí)中的表演者一樣的動(dòng)作，在電影業(yè)或計(jì)算機(jī)游戲中經(jīng)常需要表演者帶有標(biāo)志物，再利用運(yùn)動(dòng)捕捉設(shè)備去完成捕捉和高質(zhì)量的拍攝處理。
　　傳統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)捕捉方法需要在人體的各個(gè)關(guān)節(jié)點(diǎn)位置上固定一些有反射或發(fā)射光波功能的標(biāo)志物，通過同時(shí)使用多臺(tái)攝像機(jī)對(duì)場景中的目標(biāo)進(jìn)行同步拍攝，有時(shí)為了提高捕捉精度，對(duì)運(yùn)動(dòng)捕捉的場景還有一些特殊的要求，如純藍(lán)色的背景等。
　

2、　本文使用無標(biāo)記點(diǎn)運(yùn)動(dòng)跟蹤方法，采用背景差分技術(shù)從深度圖像序列中提取出深度模板，然后將深度模板與同步的RGB圖像結(jié)合用于提取人體邊緣。通過使用深度模板能夠較為準(zhǔn)確地提取出人體部分的邊緣信息。分割過程并不需要嚴(yán)格限制捕獲的環(huán)境，如單一顏色的背景或衣服等。讓運(yùn)動(dòng)目標(biāo)在攝像機(jī)前進(jìn)行姿勢的校準(zhǔn)就可以自動(dòng)標(biāo)定出人體部分區(qū)域。本文采用改進(jìn)的Cam-shift算法進(jìn)行人體各主要關(guān)節(jié)點(diǎn)的跟蹤。假設(shè)跟蹤到的各關(guān)節(jié)點(diǎn)矩形區(qū)域的中心為此關(guān)節(jié)所在位置，利用比例

3、正交投影的比例因子s參數(shù)的限制，獲取每一幀對(duì)應(yīng)的人體各關(guān)節(jié)點(diǎn)的三維坐標(biāo)。再對(duì)得到的四肢關(guān)節(jié)點(diǎn)運(yùn)用肢端軌跡動(dòng)態(tài)算法，使幅度最大的這些關(guān)節(jié)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)平滑。最后運(yùn)用參數(shù)化逆向運(yùn)動(dòng)學(xué)算法，使虛擬人的運(yùn)動(dòng)與實(shí)驗(yàn)者的真實(shí)動(dòng)作更加逼近。完成虛擬人運(yùn)動(dòng)模型的建立。
　　本文對(duì)所提出的方法在Visual Studio2010開發(fā)平臺(tái)上予以驗(yàn)證。通過每秒鐘30幀的速率對(duì)人體主要關(guān)節(jié)點(diǎn)的精確跟蹤，并建立了虛擬人的運(yùn)動(dòng)模型。對(duì)得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行精度和速度上