基于視頻的三維人體重建和運(yùn)動(dòng)捕捉.pdf

1、隨著數(shù)字媒體技術(shù)的迅速發(fā)展，游戲、電影、動(dòng)漫等產(chǎn)業(yè)對(duì)運(yùn)動(dòng)捕捉技術(shù)的需求增長很快，但是目前購買商業(yè)運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng)的成本非常高，使用環(huán)境要求嚴(yán)格，需要在演員身上安裝標(biāo)記點(diǎn)等特殊設(shè)備，非常不便。本文結(jié)合計(jì)算機(jī)視覺和圖形學(xué)相關(guān)技術(shù)，提出一套新穎、實(shí)用、成本很低的三維人體模型重建和運(yùn)動(dòng)跟蹤的方法。
　　 首先提出可以同時(shí)進(jìn)行三維特征點(diǎn)重建和攝像機(jī)標(biāo)定的迭代算法。該方法只需要少量的人工交互，算法收斂后可以得到精確的攝像機(jī)參數(shù)和重建模型上的三維

2、特征點(diǎn)。
　　 其次，基于重建的三維特征點(diǎn)，使用徑向基函數(shù)對(duì)通用模型進(jìn)行變形，獲得重建的中間模型。實(shí)驗(yàn)表明此方法可以適用于不同體型的對(duì)象，重建模型的質(zhì)量較好，但是由于重建的特征點(diǎn)過于稀疏，人體的四肢對(duì)應(yīng)不夠好，所以模型還需要進(jìn)一步改進(jìn)。
　　 第三，為了提高重建模型的質(zhì)量，提出以剪影匹配算法為基礎(chǔ)的模型變形算法。該方法較準(zhǔn)確的找到模型剪影和圖像剪影之間的匹配點(diǎn)之后，使用徑向基函數(shù)對(duì)中間模型進(jìn)行變形，提高中間模型投影與圖像

3、的吻合程度，從而獲得目標(biāo)模型。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明目標(biāo)模型在圖像上的平均投影誤差不超過1個(gè)像素。
　　 第四，為了解決因?yàn)閳D像解析度不夠高和攝像機(jī)標(biāo)定誤差導(dǎo)致的局部走樣問題，設(shè)計(jì)了三種過濾器：平滑過濾器、切片過濾器和法線過濾器，有效的解決了目標(biāo)模型上的鼓包、扭曲變形等需要優(yōu)化的問題。
　　 第五，基于圖像的紋理映射通常因?yàn)楣庹詹顒e較大出現(xiàn)紋理不連續(xù)問題。本文提出使用旋轉(zhuǎn)切平面將模型切割，然后生成合成紋理的方法。該紋理映射到目標(biāo)模