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基于视频的人体运动姿态分析与重建

作　者: 霍长娟
导　师: 张桦
学　校: 天津理工大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 单目视觉人体运动跟踪人体模型摄像机标定标定点三维骨架重建
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

视频人体运动分析[1][2]是计算机视觉和计算机图形学相互融合的一个重点研究方向,其研究核心是从单个或多个视频序列中检测、跟踪人体,获取人体运动数据,重建人体的三维运动或描述和理解人体运动。视频人体运动分析的研究在人体动画、游戏、虚拟现实和增强现实、人机交互、视频监控、体育运动分析、辅助临床医疗诊断等领域均有着广阔的应用前景。本文专注于单目视频中的人体运动姿态的跟踪、二维获取以及三维重建等关键技术。工作集中于从包含人体运动的单目视频中,跟踪检测图象,获取人体的三维运动,用关节骨架模型表示人体三维姿态,从而能够对人体的动作技术、人体运动规律进行研究,有望帮助从包括影视、体育等在内的大量视频中得到丰富的人体运动数据,使在虚拟世界中重现人类多姿多彩的活动成为可能。在充分了解掌握相关研究工作的基础上,针对所研究的问题,本文完成的研究工作及主要贡献包括以下几个方面:(1)确定一种适合单目视觉研究的人体运动捕获模型,总体介绍人体运动姿态分析与重建的基本内容和方法。(2)提出一种基于OpenCV的标定方法代替传统标定方法对摄像机进行标定。该方法自动确定参照模板上的角点及其坐标值来计算摄像机的参数,提高了精度。(3)结合高斯模型的背景减除法跟踪检测人体运动区域。(4)通过对人体进行特征标注,求出特征点的重心坐标,在透视投影模型下完成三维人体骨架线的重建。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-9
第一章绪论  9-15
  1.1 研究背景  9
  1.2 视频人体运动分析的应用  9-11
  1.3 视频人体运动分析的研究现状及其困难  11-13
  1.4 本文主要研究工作及成效  13
  1.5 论文的组织结构  13-15
第二章人体运动姿态分析与重建的基本方法  15-22
  2.1 人体运动姿态分析与重建的基本方法  15-20
    2.1.1 人体检测  15-17
    2.1.2 人体运动的跟踪  17-19
    2.1.3 人体行为的识别与理解  19-20
  2.2 摄像机的标定  20-21
  2.3 本章小结  21-22
第三章摄像机的标定  22-29
  3.1 摄像机标定原理  22-25
  3.2 基于 OpenCV 的摄像机标定方法  25-28
    3.2.1 实验原理介绍  25-26
    3.2.2 实验结果  26-28
  3.3 本章小结  28-29
第四章人体运动区域检测与人体建模  29-37
  4.1 人体运动区域检测  29-31
    4.1.1 实验原理  29
    4.1.2 实验结果  29-31
  4.2 人体建模  31-36
    4.2.1 常用人体模型  31-34
    4.2.2 本文的人体模型  34-36
  4.3 本章小结  36-37
第五章人体姿态的三维重建  37-43
  5.1 基于标定点的人体姿态重建  37-40
    5.1.1 人体特征点的确定  37-38
    5.1.2 确定标定点的重心坐标  38-40
  5.2 基于标定点的三维人体姿态重建  40-42
    5.2.1 人体姿态重建原理及实验  40-41
    5.2.2 三维坐标的二义性消除  41-42
  5.3 本章小结  42-43
第六章结论与展望  43-45
  6.1 工作总结  43
  6.2 未来工作展望  43-45
参考文献  45-48
发表论文和科研情况说明  48-49
致谢  49-50

基于视频的人体运动姿态分析与重建

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