基于標志點的人體姿態(tài)重構研究.pdf

1、人體運動捕捉技術是虛擬現(xiàn)實、計算機視覺和計算機圖形學領域研究的熱點和難點之一，被廣泛應用于人體動畫、運動分析、人機交互、模擬訓練、生物力學研究等領域。人體運動捕獲主要捕捉表演者的動作甚至表情，然后使用這些動作或表情數(shù)據(jù)直接驅動動畫及虛擬對象等模型，可以制作出形象逼真的動畫。本文針對被動式光學運動捕捉系統(tǒng)中的人體運動數(shù)據(jù)進行姿態(tài)估計，研究內(nèi)容主要包括標志點注冊、缺失標志點預測、標志點數(shù)據(jù)剛性修正及關節(jié)中心估計，歸納總結如下:
　　

2、 首先，針對被運動式光學運動系統(tǒng)中未標記的運動數(shù)據(jù)提出一種標志點注冊方法。該方法通過尋找模板數(shù)據(jù)和首幀運動數(shù)據(jù)的對應關系來完成首幀運動數(shù)據(jù)的注冊，根據(jù)同一肢體段上標志點的時空特征及局部剛性特征來完成標志點跟蹤過程。由于人體運動等原因導致標志點之間相對距離發(fā)生變化，因此需要對注冊后的標志點數(shù)據(jù)進行剛性修正。實驗表明，該方法可有效地識別出運動數(shù)據(jù)中的每個標志點。
　　 其次，針對運動數(shù)據(jù)中的標志點缺失現(xiàn)象，提出了一種缺失標志點預測方

3、法。本文根據(jù)相鄰幀標志點運動連續(xù)性的特征，假設同一肢體段上的標志點在相鄰幀的運動參數(shù)不變的情況下，使用同一肢體段上可見標志點位置對缺失標志點進行預測。本方法根據(jù)前兩幀運動數(shù)據(jù)和當前幀可見標志點來對缺失數(shù)據(jù)進行預測，實現(xiàn)過程簡單且快速，能應用于實時運動捕獲系統(tǒng)。
　　 最后，本文基于注冊后的標志點數(shù)據(jù)提出了一種關節(jié)中心估計方法，當某個肢體段上至少有三個標志點，而與其相鄰的肢體段上的標志點個數(shù)少于三時，使用非線性最小二乘算法對關節(jié)中