融合深度图和三维模型的人体运动捕捉方法技术
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于多媒体信息检索
，具体涉及一种融合深度图和三维模型的人 体运动捕捉方法。
技术介绍
人体运动捕获技术是多媒体信息检索领域的热点问题，特别是在影视动画、游戏 等的发展中，具有广泛应用前景，国内外许多研究机构正致力于这一方向的研究。近年来， 随着运动捕获技术的快速发展，三维影视动画、游戏、新一代人交互等领域的兴起，非常多 复杂和逼真的人体动作需要快速的被捕获应用，需要一种快速有效的方法进行人体运动的 捕获。目前已提出的光学式的运动捕获方法，主要基于计算机视觉原理，通过对目标上特定 光点的监视和跟踪来完成运动捕捉任务。但上述的运动捕获方法有几点不足： (1)光学式的运动捕获在使用时需要在表演者身上粘贴标记点，并需要表演者穿上特 制的表演用服装，交互起来并不方便。当运动复杂时，不同部位的标记点有可能发生混淆、 遮挡，产生错误结果，这时需要人工干预后处理过程。 (2)虽然它可以捕捉实时运动，但后处理(包括标记点的识别、跟踪、空间坐标的计 算）的工作量较大，对于表演场地的光照、反射情况有一定的要求，装置定标也较为烦琐。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种，能有效克 服现有运动捕获方法中动作幅度受限制、捕捉效果失真度高和误差较大的技术缺陷。 本专利技术所采用的技术方案是： ，其特征在于： 由以下步骤实现： 步骤一：采集人体动作的深度信息，去除运动目标背景，获取完整的人体动作深度信 息； 步骤二：将提取的人体动作深度信息信息转化成人体的三维点云信息，对人体进行三 维重建，获得人体动作的三维模型；...
【技术保护点】
融合深度图和三维模型的人体运动捕捉方法，其特征在于：由以下步骤实现：步骤一：采集人体动作的深度信息，去除运动目标背景，获取完整的人体动作深度信息；步骤二：将提取的人体动作深度信息信息转化成人体的三维点云信息，对人体进行三维重建，获得人体动作的三维模型；步骤三：重复步骤一和步骤二，基于大量采集的人体动作深度信息，建立人体动作的三维模型数据库M={Y1,Y2,…}；步骤四：根据人体结构及人体动作的三维模型构建出人体动作骨架，建立人体动作的骨架数据库G={S1,S2 ,…}，其中人体动作的骨架数据与三维模型数据一一对应；步骤五：提取待识别人体动作的深度信息，基于深度信息构建待识别人体动作的三维模型，然后与三维模型数据库中的人体动作进行相似性匹配，按相似性排序输出人体动作骨架，相似性距离值最小的骨架作为最优骨架，以最优骨架作为运动捕获结果。
【技术特征摘要】
1. 融合深度图和三维模型的人体运动捕捉方法，其特征在于： 由以下步骤实现： 步骤一：采集人体动作的深度信息，去除运动目标背景，获取完整的人体动作深度信 息； 步骤二：将提取的人体动作深度信息信息转化成人体的三维点云信息，对人体进行三 维重建，获得人体动作的三维模型； 步骤三：重复步骤一和步骤二，基于大量采集的人体动作深度信息，建立人体动作的三 维模型数据库M= (Y1,Y2,…; 步骤四：根据人体结构及人体动作的三维模型构建出人体动作骨架，建立人体动作的 骨架数据库G=以，S2，…}，其中人体动作的骨架数据与三维模型数据一一对应； 步骤五：提取待识别人体动作的深度信息，基于深度信息构建待识别人体动作的三维 模型，然后与三维模型数据库中的人体动作进行相似性匹配，按相似性排序输出人体动作 骨架，相似性距离值最小的骨架作为最优骨架，以最优骨架作为运动捕获结果。2. 根据权利要求1所述的融合深度图和三维模型的人体运动捕捉方法，其特征在于： 步骤一中，基于采集的人体动作深度信息，去除运动目标背景，获取完整的人体动作深 度信息的具体步骤为： (1) 采集的一个人体动作深度图用F(x，y，d)表示，其中，x、y分别为像素坐标系下的横 坐标和纵坐标，d为深度信息；假设基于深度信息分割背景区域和目标区域的阈值为：其中，maxDepthVulue和minDepthVulue分别为图像深度值的最大和最小值，将T记录 在Ttl中，根据阈值T，将F(x，y，d)分为背景区域和目标区域，分别求出背景区域和目标区域 的平均深度值U1和U2 ; (2) 重新计算T= (Ufu2)/2,判断T与Tci是否相等,如果不相等,那么将T记录在Ttl 里，重复上述步骤，直到T=Tci成立，终止算法；把最后得到的T作为最佳阈值对F(X，y，d)进 行分割，去除背景，得到完整的人体动作深度信息(V3. 根据权利要求2所述的融合深度图和三维模型的人体运动捕捉方法，其特征在于： 步骤二中，将提取的人体动作深度信息转化成人体的三维点云信息，对人体进行三维 重建，获得人体动作的三维模型的具体步骤为： (1) 将提取出的深度信息Cltl归一化，假设深度值的个数为N，计算出深度值中的最大值 maxd(k)和最小值mind(k)，归一化后的深度值为：(2) 令z(n) =Z，世界坐标系是以摄像机为原点的，经过标定后摄像机可以看做是理想的 成像模型，根据简单的相似三角形变换原理：从中可以计算得到世界坐标系的X、Y值，其中，x、y分别为像素坐标系的横坐标和纵坐 标，f为摄像机的焦距； 最终可以得到人体动作的三维点云信息（X，Y，Z)。4. 根据权利要求3所述的融合深度图和三维模型的人体运动捕捉方法，其特征在于： 步骤四中，根据人体结构及...
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