基于標(biāo)志點(diǎn)的人體姿態(tài)重構(gòu)研究.pdf

1、人體運(yùn)動(dòng)捕捉技術(shù)是虛擬現(xiàn)實(shí)、計(jì)算機(jī)視覺(jué)和計(jì)算機(jī)圖形學(xué)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)之一，被廣泛應(yīng)用于人體動(dòng)畫(huà)、運(yùn)動(dòng)分析、人機(jī)交互、模擬訓(xùn)練、生物力學(xué)研究等領(lǐng)域。人體運(yùn)動(dòng)捕獲主要捕捉表演者的動(dòng)作甚至表情，然后使用這些動(dòng)作或表情數(shù)據(jù)直接驅(qū)動(dòng)動(dòng)畫(huà)及虛擬對(duì)象等模型，可以制作出形象逼真的動(dòng)畫(huà)。本文針對(duì)被動(dòng)式光學(xué)運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng)中的人體運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行姿態(tài)估計(jì)，研究?jī)?nèi)容主要包括標(biāo)志點(diǎn)注冊(cè)、缺失標(biāo)志點(diǎn)預(yù)測(cè)、標(biāo)志點(diǎn)數(shù)據(jù)剛性修正及關(guān)節(jié)中心估計(jì)，歸納總結(jié)如下:
　　

2、 首先，針對(duì)被運(yùn)動(dòng)式光學(xué)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)中未標(biāo)記的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)提出一種標(biāo)志點(diǎn)注冊(cè)方法。該方法通過(guò)尋找模板數(shù)據(jù)和首幀運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系來(lái)完成首幀運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)的注冊(cè)，根據(jù)同一肢體段上標(biāo)志點(diǎn)的時(shí)空特征及局部剛性特征來(lái)完成標(biāo)志點(diǎn)跟蹤過(guò)程。由于人體運(yùn)動(dòng)等原因?qū)е聵?biāo)志點(diǎn)之間相對(duì)距離發(fā)生變化，因此需要對(duì)注冊(cè)后的標(biāo)志點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行剛性修正。實(shí)驗(yàn)表明，該方法可有效地識(shí)別出運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)中的每個(gè)標(biāo)志點(diǎn)。
　　 其次，針對(duì)運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)中的標(biāo)志點(diǎn)缺失現(xiàn)象，提出了一種缺失標(biāo)志點(diǎn)預(yù)測(cè)方

3、法。本文根據(jù)相鄰幀標(biāo)志點(diǎn)運(yùn)動(dòng)連續(xù)性的特征，假設(shè)同一肢體段上的標(biāo)志點(diǎn)在相鄰幀的運(yùn)動(dòng)參數(shù)不變的情況下，使用同一肢體段上可見(jiàn)標(biāo)志點(diǎn)位置對(duì)缺失標(biāo)志點(diǎn)進(jìn)行預(yù)測(cè)。本方法根據(jù)前兩幀運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)和當(dāng)前幀可見(jiàn)標(biāo)志點(diǎn)來(lái)對(duì)缺失數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測(cè)，實(shí)現(xiàn)過(guò)程簡(jiǎn)單且快速，能應(yīng)用于實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)捕獲系統(tǒng)。
　　 最后，本文基于注冊(cè)后的標(biāo)志點(diǎn)數(shù)據(jù)提出了一種關(guān)節(jié)中心估計(jì)方法，當(dāng)某個(gè)肢體段上至少有三個(gè)標(biāo)志點(diǎn)，而與其相鄰的肢體段上的標(biāo)志點(diǎn)個(gè)數(shù)少于三時(shí)，使用非線性最小二乘算法對(duì)關(guān)節(jié)中