結(jié)合頭-肩三維模型的二維人體關(guān)節(jié)點(diǎn)跟蹤方法研究.pdf

1、人體運(yùn)動(dòng)跟蹤是人體運(yùn)動(dòng)分析中一個(gè)積極而又重要的研究領(lǐng)域，而人體關(guān)節(jié)點(diǎn)跟蹤又是人體運(yùn)動(dòng)跟蹤的重要組成部分。本文的研究?jī)?nèi)容正是跟蹤人體全身14個(gè)關(guān)節(jié)點(diǎn)。
　　本文首先建立人體骨架二維模型進(jìn)行嘗試性實(shí)驗(yàn)跟蹤人體全身關(guān)節(jié)點(diǎn)，基于該模型的跟蹤方法使用粒子濾波器來(lái)完成跟蹤，而利用粒子濾波在進(jìn)行多目標(biāo)跟蹤時(shí)極易產(chǎn)生“粒子爆炸”問(wèn)題，由此引入分塊采樣的策略來(lái)優(yōu)化跟蹤算法。而在單純使用顏色信息進(jìn)行直方圖匹配時(shí)，容易產(chǎn)生因?yàn)楦髁Ｗ又g過(guò)于自由而出現(xiàn)的

2、“收縮”現(xiàn)象，本研究工作中獨(dú)創(chuàng)性的提出利用人體生理信息的自定義肢體距離約束，通過(guò)該約束來(lái)限制并減小這種現(xiàn)象的發(fā)生。盡管如此，基于該模型的跟蹤頭部誤差還是很明顯的，而且這種誤差在自頂向下的跟蹤策略中不斷累積并傳播，無(wú)形中增大了其他關(guān)節(jié)點(diǎn)的跟蹤誤差。由此激發(fā)出一個(gè)對(duì)頭部進(jìn)行特殊跟蹤處理的想法。
　　接下來(lái)，本文提出了一個(gè)基于三維模型的頭部跟蹤方法。該跟蹤方法首先仍是建立可以反映人體頭部生理結(jié)構(gòu)特征不同于任何其它模型的頭-肩三維模型，三

3、維模型向平面投影即可獲得二維圖像模板，基于頭-肩三維模型的方法正是通過(guò)匹配圖像觀測(cè)與二維模板而完成跟蹤的。該跟蹤算法無(wú)需任何初始化過(guò)程，在匹配之前，對(duì)圖像觀測(cè)通過(guò)背景差分、二值化及邊緣檢測(cè)的方法來(lái)獲得包括人體頭部區(qū)域的ROI區(qū)域；匹配時(shí)利用邊緣信息構(gòu)造相似度計(jì)量函數(shù)。
　　最后，本文將頭-肩三維模型整合到骨架二維模型中構(gòu)造混合雙模型，完成基于混合雙模型的人體關(guān)節(jié)點(diǎn)跟蹤。其中，利用頭-肩三維模型的跟蹤方法跟蹤頭和雙肩關(guān)節(jié)點(diǎn)，將跟蹤結(jié)