基于視頻序列的三維人體剛體骨架提取算法研究.pdf_第1頁(yè)
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1、人體運(yùn)動(dòng)捕捉應(yīng)用廣泛,包括智能監(jiān)控、人機(jī)交互、虛擬現(xiàn)實(shí)、計(jì)算機(jī)三維動(dòng)畫制作、體育運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練輔助以及醫(yī)學(xué)步態(tài)分析等。因此,人體運(yùn)動(dòng)捕捉有著非常重要的研究意義。傳統(tǒng)的帶標(biāo)記點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)捕捉技術(shù)需要在人體上標(biāo)注LED等標(biāo)記點(diǎn),然后將標(biāo)記點(diǎn)的位置和運(yùn)動(dòng)方向經(jīng)傳感器傳送回計(jì)算機(jī),并由計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析,以獲得人體的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)信息。此類運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng)有以下幾個(gè)缺點(diǎn):(1)運(yùn)動(dòng)捕捉設(shè)備非常昂貴;(2)操作人員需要熟悉標(biāo)注物的有關(guān)說(shuō)明和操作;(3)運(yùn)動(dòng)過(guò)程出現(xiàn)遮擋時(shí)

2、,標(biāo)注物與控制點(diǎn)的準(zhǔn)確匹配難度很大;(4)將標(biāo)注點(diǎn)的位置信息準(zhǔn)確地轉(zhuǎn)化為剛體運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)相當(dāng)困難。
  無(wú)標(biāo)記點(diǎn)運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng)則通常采用一個(gè)或多個(gè)相機(jī),對(duì)場(chǎng)景中的人物進(jìn)行拍攝,從同步視頻中獲取人體的三維模型,最終恢復(fù)人體的運(yùn)動(dòng)信息,如關(guān)節(jié)點(diǎn)位置和關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)角度。相對(duì)于帶標(biāo)記運(yùn)動(dòng)捕捉,無(wú)標(biāo)記運(yùn)動(dòng)捕捉由于直接對(duì)視頻序列中的運(yùn)動(dòng)人體進(jìn)行研究,因此更具有研究?jī)r(jià)值。
  帶有關(guān)節(jié)中心位置信息的剛體骨架表征了人體某一時(shí)刻的運(yùn)動(dòng)姿態(tài),在無(wú)標(biāo)記點(diǎn)運(yùn)

3、動(dòng)捕捉中有著非常重要的意義。本文的研究重點(diǎn)集中在無(wú)標(biāo)記點(diǎn)運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng)中的三維人體剛體骨架提取算法。
  目前的提取算法對(duì)模型邊界噪聲比較敏感,無(wú)法得到滿意的曲線骨架,從而無(wú)法計(jì)算關(guān)節(jié)點(diǎn)中心位置。本文針對(duì)這一問(wèn)題,提出了一種提取人體三維骨架的算法。首先利用視頻序列的輪廓圖像重構(gòu)人體的volume模型;然后根據(jù)排斥力場(chǎng)理論,計(jì)算人體的分層曲線骨架;并提出連接準(zhǔn)則,采用回溯法對(duì)曲線骨架的不同肢體分別進(jìn)行連接,在連接過(guò)程中利用二分搜索法獲

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