人體運(yùn)動(dòng)跟蹤和三維重構(gòu)技術(shù)研究.pdf

1、運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的檢測、跟蹤與分析一直是計(jì)算機(jī)視覺中一個(gè)非常重要的研究領(lǐng)域，它在安全監(jiān)控、視頻壓縮、影視編輯、體育訓(xùn)練等許方面都有廣泛的應(yīng)用。本文圍繞人體運(yùn)動(dòng)分析在兩重要的環(huán)節(jié)--運(yùn)動(dòng)跟蹤和三維重構(gòu)展開了較為深入的研究，在分析目前存在的理論與方法后，就以下方面得到了新的改進(jìn)算法。（1）人體關(guān)節(jié)點(diǎn)的跟蹤是人體運(yùn)動(dòng)分析的基礎(chǔ)，只有得到了準(zhǔn)確的關(guān)節(jié)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡才有可能進(jìn)行進(jìn)一步的處理。傳統(tǒng)的基于圖像匹配或統(tǒng)計(jì)理論的跟蹤方法大都有穩(wěn)定性差、計(jì)算復(fù)雜度高等

2、缺點(diǎn)，而且很難處理運(yùn)動(dòng)人體的自遮擋現(xiàn)象。為此，在分析了人類視覺特征之后，本文提出了一種運(yùn)動(dòng)人體運(yùn)動(dòng)跟的新方法，該方法結(jié)合了人類視覺系統(tǒng)特點(diǎn)與模式識(shí)別中的形狀分析技術(shù),不需要特殊的光學(xué)標(biāo)記，也避免了大量的搜索運(yùn)算，從而提高了算法的通用性和計(jì)算速度。此外，因?yàn)樾螤罘治龅倪^程克服了由運(yùn)動(dòng)目標(biāo)平移、旋轉(zhuǎn)以及光照的變化帶來的影響，所以算法具有很強(qiáng)的穩(wěn)定性，而在此基礎(chǔ)上算法也可以很好的處理自遮擋現(xiàn)象。（2）在得到目標(biāo)的二維運(yùn)動(dòng)信息之后，為了進(jìn)行更高

3、層次的分析與理解，需要重構(gòu)其對應(yīng)的三維運(yùn)動(dòng)信息。但是由于視頻序列記錄的是三維空間中的運(yùn)動(dòng)人體在二維平面上的投影，所以其逆過程是一個(gè)一對多的對應(yīng)。一般情況下人們利用兩臺(tái)或多臺(tái)攝像機(jī)拍攝同一運(yùn)動(dòng)場景，然后根據(jù)多組映射關(guān)系重構(gòu)出運(yùn)動(dòng)人體的三維信息，但是多臺(tái)攝像機(jī)必須在時(shí)間上進(jìn)得配準(zhǔn)。為此本文提出了基于人體生理約束的三維重構(gòu)算法，該算法可以應(yīng)用于單攝像機(jī)下的三維重構(gòu)，算法以弱透視投影為基礎(chǔ)，充分利用人體的生理約束建立了能量函數(shù)，并通過分枝限界法