基于最優(yōu)軌跡空間搜索的非剛體三維重建算法研究.pdf

1、三維重建，即從二維圖像序列中恢復(fù)物體的三維結(jié)構(gòu)和運動信息，是計算機視覺和模式識別領(lǐng)域中研究的重點和難點。其中非剛體的三維重建更是難點中的難點。因式分解法由于其具有較好的穩(wěn)定性和精確性而被廣泛應(yīng)用。然而，要將為靜態(tài)剛體設(shè)計的因式分解法直接應(yīng)用于動態(tài)非剛體的三維重建，還存在許多困難和問題。
　　 已有的大多數(shù)非剛體因式分解算法都是在形狀空間下，將非剛體的三維結(jié)構(gòu)看作是一系列線性形狀基的加權(quán)組合。這就表明因式分解法的重建結(jié)果依賴于形狀

2、基選取。然而形狀基有獨特性，每個形狀基都各不相同。顯然，舞動的旗幟和運動的人體不能使用相同的形狀基進行三維重建，也就是說形狀基沒有普遍適用性。將因式分解算法應(yīng)用到軌跡空間可以解決這個問題。軌跡空間下的非剛體三維重建算法的一個主要思想是將特征點的運動軌跡看成是一系列預(yù)先定義的軌跡基的線性組合。所以軌跡基類型的選擇和軌跡基的個數(shù)就顯得十分重要。什么樣的軌跡基和多少個軌跡基才能準(zhǔn)確的重建非剛體的三維結(jié)構(gòu)呢？使用不同的軌跡基進行三維運動重建會產(chǎn)

3、生不同的效果。目前的算法并沒有對軌跡基選擇問題做深入的研究。在軌跡空間中，軌跡基個數(shù)的選擇也是一個重要問題。然而.現(xiàn)有的算法或是根據(jù)大量的實驗結(jié)果選取一個合適的基個數(shù)，目前還沒有對軌跡基個數(shù)估計的算法出現(xiàn)。
　　 針對上述問題，本文主要做了以下兩方面的工作:
　　 (1)分析了軌跡基的選擇對軌跡空間下非剛體三維運動重建算法的影響。很多小波變換基的線性組合都可以用來表示特征點的運動軌跡。每種類型的小波變換軌跡基的特點都不相

4、同，不同的軌跡基在使用時都會產(chǎn)生不同的效果。不同的小波變換基使用的場合不同，因此預(yù)先定義軌跡基類型對軌跡空間下的三維重建算法而言就顯得非常重要。本文將討論常用小波變換基的特性，并通過比較兩種經(jīng)典小波基，分析小波基選擇對非剛體三維重建結(jié)果的影響。
　　 (2)提出了一種基于自適應(yīng)閾值選取軌跡基個數(shù)的方法。軌跡基個數(shù)對因式分解的三維重建方法來說十分重要的，而現(xiàn)有的研究很少有為軌跡基個數(shù)設(shè)計的算法。軌跡基個數(shù)選取過多，算法耗時就比較長