基于運(yùn)動(dòng)捕捉數(shù)據(jù)的人體行為分割與運(yùn)動(dòng)檢索.pdf

1、近年來(lái)，隨著運(yùn)動(dòng)捕捉技術(shù)的不斷發(fā)展以及運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，逐漸積累了大量的運(yùn)動(dòng)捕捉數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)被廣泛地應(yīng)用在了三維動(dòng)畫、游戲和電影制作等產(chǎn)業(yè)中。由于運(yùn)動(dòng)捕捉設(shè)備昂貴并且操作復(fù)雜，所以，如何合理有效地管理和重用已有的運(yùn)動(dòng)捕捉數(shù)據(jù)得到了國(guó)內(nèi)外研究人員的廣泛關(guān)注。
　　本文研究了基于運(yùn)動(dòng)捕捉數(shù)據(jù)的人體行為分割與運(yùn)動(dòng)檢索，針對(duì)每一方面的問題提出了相應(yīng)的實(shí)現(xiàn)算法，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了驗(yàn)證。論文的主要工作包括以下幾部分:
　　(1)在

2、基于運(yùn)動(dòng)捕捉數(shù)據(jù)的人體行為分割問題中，本文實(shí)現(xiàn)了一種基于余弦距離的行為分割算法，采用骨骼夾角直方圖來(lái)刻畫運(yùn)動(dòng)捕捉數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)特征，并使用余弦相似度作為運(yùn)動(dòng)捕捉數(shù)據(jù)骨骼夾角直方圖特征的相似性度量，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)動(dòng)行為的自動(dòng)分割。對(duì)于給定的人體運(yùn)動(dòng)捕捉數(shù)據(jù)，我們首先定義滑動(dòng)窗口，計(jì)算當(dāng)前滑動(dòng)窗口范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng)序列前、后兩部分骨骼夾角直方圖統(tǒng)計(jì)特征的余弦相似度;然后通過(guò)在運(yùn)動(dòng)序列上滑動(dòng)該窗口，獲得運(yùn)動(dòng)序列的余弦相似度曲線，曲線中的極小值點(diǎn)即為不同類型行

3、為的分割點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該行為分割算法能夠達(dá)到96％的準(zhǔn)確率和93％的召回率。
　　(2)在運(yùn)動(dòng)檢索問題中，本文提出了一種基于骨骼夾角直方圖的運(yùn)動(dòng)模板合成算法，并使用該運(yùn)動(dòng)模板通過(guò)運(yùn)動(dòng)匹配來(lái)實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)檢索。我們首先給定同一運(yùn)動(dòng)類型的若干運(yùn)動(dòng)序列，統(tǒng)計(jì)出每一條運(yùn)動(dòng)序列的骨骼夾角直方圖特征。由于所有運(yùn)動(dòng)序列的骨骼夾角直方圖具有相同的維度，所以直接計(jì)算這些骨骼夾角直方圖的平均值即可得到該運(yùn)動(dòng)類型的運(yùn)動(dòng)模板。由此合成的運(yùn)動(dòng)模板能夠反映出一類

4、運(yùn)動(dòng)中共同的部分，因此可以采用該運(yùn)動(dòng)模板進(jìn)行檢索。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該運(yùn)動(dòng)模板的平均檢索準(zhǔn)確率比基于動(dòng)態(tài)時(shí)間規(guī)整距離的運(yùn)動(dòng)檢索高出8％。
　　(3)本文在基于余弦距離行為分割算法的基礎(chǔ)上采用C++圖形用戶界面應(yīng)用程序開發(fā)了一個(gè)行為分割系統(tǒng)。我們通過(guò)需求分析可以將該系統(tǒng)劃分為運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)處理模塊和界面顯示模塊。運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)處理模塊主要實(shí)現(xiàn)了運(yùn)動(dòng)捕捉數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換、分割點(diǎn)檢測(cè)以及運(yùn)動(dòng)序列分段導(dǎo)出等功能;界面顯示模塊主要實(shí)現(xiàn)了行為分割結(jié)果展示以及交互式