體育解析系統中虛擬人動作的編輯、修改及視頻合成.pdf

1、在以往的體育解析與診斷系統中，通常是用兩臺攝像機對運動員的技術動作進行實地拍攝，并將其兩組圖像序列合成轉化成為三維數據，然后僅通過對運動參數的解析給教練以參考。然而在實際應用中人們更希望提供教練能對參數進行修改，甚至直接用鼠標對動作進行編輯的功能，實現教練對動作的設計和指導。并將其修改的結果通過虛擬人表現出來，再與運動員的動作進行視頻合成，給運動員以直觀的演示。 2003年我們承擔了河北省《運動技術可視化實時生物力診斷與仿真指導

2、系統研究》，對體育解析與診斷系統軟件進行了研發(fā)，實現了關節(jié)點的手工標記法[1]和自動識別法[2]，運動參數的解析和虛擬人動作重現[1]，用逆向動力學計算關節(jié)點的位置[4]及從圖片中提取運動人體輪廓[3]等功能。本文是對該系統做了進一步的修改和完善，包括以下三部分內容。1.虛擬人動畫：實現虛擬人動畫的常用方法是手工標示法、運動捕獲方法和自動識別方法。為了減少手工標示的工作量，回避運動捕獲的高成本和彌補自動識別的精度誤差。本文提出了基于插值

3、原理的方法，其采用樣條插值技術處理位置的平移變化，采用四元數插值技術處理方向的旋轉變化。 2.虛擬人動作的設計與修改：當教練員需要對運動員的某一時刻的某一關節(jié)點進行修改時，為了保持整個動作的協調性和前后動作的連貫性，需要對該幀的其他關節(jié)點和前后幀的動作做相應的自動匹配。為此本文提出了基于運動自身的自相似方法和基于正態(tài)分布的關節(jié)點曲線調整方法。從運動員自身的運動曲線中提取特征信息，然后進行自動調整使其結果能最大限度地符合運動員自身