基于双目立体视觉的人体运动捕获研究

【摘要】近年来,人体运动捕获技术被广泛地应用于各个领域,这引起了学者的越来越多的重视,因此,目前对运动捕获技术的研究俨然已成为了一个热点课题。但传统的运动捕获方法不仅使用的设备价格高昂,而且附着在身上的传感器影响了人体的自由运动。针对于此,本文研究了一种基于双目立体视觉的人体运动捕获方法。该方法的基本思想是利用计算机视觉的原理从二维视频序列中直接恢复出三维人体的运动骨架信息,这样可以节约运动捕获的成本,弥补传统方法中的缺陷。本文做了以下三个研究工作：(1)首先,对双目立体视觉技术和运动捕获技术的理论背景进行具体论述,描述了双目立体视觉测量的基本原理和整个系统框架,紧接着对运动捕获及相关技术进行阐述；(2)其次,讨论了基于多视角视频的运动重建的整体技术路线,其关键步骤有多目摄像机标定、标记点的提取、标记点的跟踪和三维重建,其中,在对标记点进行跟踪时,提出了一种使用基于多视觉的目标跟踪算法,该算法包括由结合了扩展卡尔曼滤波预测与标记点轨迹平滑性约束所构成的双目立体视觉跟踪与多目视觉数据融合两个方面；(3)最后,分析了基于双目立体视觉的人体运动捕获系统的实现方法,包括图像的获取、双目摄像机的标定、双目校正和立体匹配关键技术,最终,通过把这些技术与运动重建的相关技术进行结合,实现从双目视频中进行人体运动的捕获系统。通过对实验数据的误差分析表明,摄像机标定的误差小,双目校正和立体匹配的结果也能满足实验的要求,在Matlab环境下实现的双目视频的运动三维骨架的捕获也较理想,因此,证明了本文所提算法的有效性与可行性。
【作者】罗丹；
【导师】肖秦琨；
【作者基本信息】西安工业大学，检测技术与自动化装置，2014，硕士
【关键词】双目视觉；运动捕获；运动跟踪；摄像机标定；三维重建；

【参考文献】
[1]徐杏连.几种叶菜衰老过程蛋白质降解与蛋白酶活性变化及特性研究[D].中国农业大学,农产品加工及贮藏工程,2004,硕士.
[2]赵俐.清末民初中国女西医研究（1879-1919）[D].湖南师范大学,中国近现代史,2013,硕士.
[3]冷强奎,李玉鑑.组合凸线性感知器的极大切割构造方法[J].自动化学报,2014,04:721-730.
[4]刘洪伟.非线性优化问题的一类非拟牛顿算法研究[D].首都师范大学,应用数学,2004,硕士.
[5]朱双双.“先锋精神”的坚守与对话[D].湖南师范大学,中国现当代文学,2013,硕士.
[6]易燕群.抗糖尿病性白内障I类新药“石斛滴眼液”临床前初步研究[D].广州中医药大学,中西医结合基础,2013,硕士.
[7]宋玉来,卢奂采,金江明,李春晓,岳磊.单层传声器阵列重建相干声场的近场声全息方法研究[J].声学学报,2015,01:54-62.
[8]田大志.柠檬精油乳液的物理化学稳定性研究[D].湖北工业大学,食品科学,2014,硕士.
[9]叶祥熙.凝结势模型的建立与应用[D].复旦大学,原子与分子物理,2012,博士.
[10]丑国珍.城市空间的层次及尺度空间初探[D].重庆大学,建筑设计及其理论,2003,硕士.
[11]郭喜喜.CH房地产公司纳税筹划方案设计[D].内蒙古大学,工商管理,2013,硕士.
[12]陈丹.氧化石墨烯片“纺出”碳纤维[N].中国化工报,2013-07-15002.
[13]王海军,范军,杨丰瑞.大容量光纤传输系统的技术走向——密集波分复用及非零色散光纤技术[J].邮电设计技术.1997(04)
[14]黄星鑫.基于公众感知的县级政府公信力评价与建设研究[D].华中师范大学,行政管理,2012,硕士.
[15]段淑静.外贸体制改革与安徽省国有外贸企业的发展[D].安徽大学,国际贸易学,2004,硕士.
[16]李俐君.毛泽东探索中国特色社会主义道路的主要成就与启示研究[D].西南大学,马克思主义基本原理,2014,硕士.
[17]关悦.中美社会语境下的称谓语对比分析[D].吉林大学,外国语言学及应用语言学,2014,硕士.
[18]肖翼.基于改进型支持向量机的高压断路器故障诊断技术研究[D].首都师范大学,通信与信息系统,2013,硕士.
[19]张北海.茶叶连锁经营研究[D].福建农林大学,农村与区域发展,2012,硕士.
[20]郭化文,魏甡生,陈建昌.国内外求算可能最大降雨量研究综述[J].岱宗学刊.1997(04)
[21]王维.心理资本对新生代知识型员工工作绩效影响研究[D].江西财经大学,企业管理,2013,硕士.
[22]李竞男.风险社会语境下的食品安全犯罪立法研究[D].吉林大学,刑法学,2013,硕士.
[23]贾宝全,慈龙骏,蔡体久,高志海,丁峰.绿洲-荒漠交错带土壤水分变化特征初步研究[J].植物生态学报,2002,02:203-208.
[24]吴广.基于STM32的汽车室内空气污染物监测系统设计[D].武汉纺织大学,物理电子学,2014,硕士.
[25]吴颖慧.西宁市县级医院科室成本核算实施的应用研究[D].北京中医药大学,社会医学与卫生事业管理,2014,硕士.
[26]王成勇.网络环境基于特征参数化模具CAD/CAM研究[D].合肥工业大学,材料加工工程,2004,硕士.
[27]刘建云.基于员工能力模型的三一重工股份有限公司培训体系设计[D].湖南大学,工商管理,2010,硕士.
[28]黄东.Pd-Co_3O_4/CNTs的制备及其在甲醇电催化氧化中的应用[D].北京化工大学,材料科学与工程（专业学位）,2013,硕士.
[29]张国军.企业资源系统的设计与实施[D].武汉理工大学,控制工程,2003,硕士.
[30]刘锐.对内生人口的福利经济学的综述[D].山东大学,西方经济学,2013,硕士.
[31]何章兴.全钒液流电池电解液添加剂和电极改性方法研究[D].中南大学,2013.
[32]文柳.基于生活形态的女性游客旅游偏好研究[D].湖南师范大学,旅游管理,2014,硕士.
[33]龚雪,杨金龙,姜玉林,木士春.静电纺丝技术在锂离子动力电池中的应用[J].化学进展,2014,01:41-47.
[34]高凡.基于GIS的三峡库区绿化带生态建设适宜性评价研究[D].西南大学,地图学与地理信息系统,2013,硕士.
[35]邹振宇,江全元,张鹏翔,李亮,曹一家,王海风.基于多目标进化算法的TCSC与SVC控制器协调设计[J].电力系统自动化,2005,06:60-65.
[36]王秀敏.基于校园网的普通物理CAI的设计与制作研究[D].东北师范大学,课程与教学论,2003,硕士.
[37]李华妤.研究莫兰迪成熟期静物画对我个人创作的作用[D].首都师范大学,美术学,2013,硕士.
[38]叶程,吕冰海,邓乾发,袁巨龙.陶瓷球毛坯摇摆式精整技术的研究[J].中国机械工程,2014,04:512-516.
[39]王伊明.“三化同步”战略实施中地方政府行为研究[D].华中师范大学,行政管理（专业学位）,2012,硕士.
[40]徐宗宣.基于PMI的Webservice权限管理模型[D].天津大学,计算机应用技术,2003,硕士.
[41]陈思伊.从目的论视角简论交通法规的翻译[D].湖南师范大学,翻译（专业学位）,2013,硕士.
[42]李晓强.道教建筑形态初探——以山西省道教建筑为例[D].太原理工大学,建筑技术科学,2004,硕士.
[43]田秀云.仆人式领导理论研究[D].南京师范大学,教育领导与管理,2012,硕士.
[44]马烈.家蚕丝素蛋白基因在丝腺细胞凋亡过程中的表达特征研究[D].苏州大学,特种经济动物饲养,2014,硕士.
[45]王柳艳.太湖流域腹部地区水系结构、河湖连通及功能分析[D].南京大学,自然地理学,2013,硕士.
[46]邹禹涵.石墨烯材料在水处理中的应用进展研究[J].化工管理,2015,01:83-85.
[47]姚奇.萍乡方言特征词研究[D].厦门大学,语言学及应用语言学,2014,硕士.
[48]何晓伟.可视化LAMP法快速检测牛乳中单增李斯特菌的研究[D].东北农业大学,食品科学,2013,硕士.
[49]肖晗.空腹式桁框结构的动力特性研究[D].山东建筑大学,结构工程,2013,硕士.
[50]代洪亮,严人,王普,黄金.实时定量RT-PCR在微生物分子特性研究中的应用[J].生物学通报,2013,06:1-4.