基于深度信息的虚拟人运动建模方法的研究

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1、国内图书分类号：TP391．9工程硕士学位论文基于深度信息的虚拟人运动建模方法的研究硕士研究生：导师：申请学位级别：学科、专业：所在单位：答辩日期：授予学位单位：杨锐刘长征工程硕士计算机技术计算机科学与技术学院2013年3月哈尔滨理工大学ClassifiedIndex：TP391．9lIIllllIIIIIIllllUlllllllIIIlllllllllIY2413365DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringResearchonModelingofVirtualHu

2、manMotionBasedonDepthInformationCandidate：Supervisor：AcademicDegreeAppliedfor：SpecialS：一●．DateofOralExamination：University：YangRulLiuChangzhengMasterofEngineeringComputerTechnologyMarch，2013HarbinUniversityofScienceandTechnology哈尔滨理工大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的硕

3、士学位论文《基于深度信息的虚拟人运动建模方法的研究》，是本人在导师指导下，在哈尔滨理工大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。据本人所知，论文中除己注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。对本文研究工作做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。作者签名：御哆U日期：卅多年多月勿日哈尔滨理工大学硕士学位论文使用授权书《基于深度信息的虚拟人运动建模方法的研究》系本人在哈尔滨理工大学攻读硕士学位期间在导师指导下完成的硕士学位论文。本论文的研究成果归哈尔滨理工大学所有

4、，本论文的研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解哈尔滨理工大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门提交论文和电子版本，允许论文被查阅和借阅。本人授权哈尔滨理工大学可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部分内容。本学位论文属于保密口，在年解密后适用授权书。不保密曰。(请在以上相应方框内打√)作者签名：物彬移日期：矽侈年岁,qza日导师签名：匆7易两仙日期：却／弓年圣月铀日哈尔滨理工大学工程硕士学位论文基于深度信息的虚拟人运动建模方法的研究摘要目前虚拟人运动技术已经广泛

5、应用于体育和医疗康复。为了使计算机所生成的虚拟人物可以拥有和现实中的表演者一样的动作，在电影业或计算机游戏中经常需要表演者带有标志物，再利用运动捕捉设备去完成捕捉和高质量的拍摄处理。传统的运动捕捉方法需要在人体的各个关节点位置上固定一些有反射或发射光波功能的标志物，通过同时使用多台摄像机对场景中的目标进行同步拍摄，有时为了提高捕捉精度，对运动捕捉的场景还有一些特殊的要求，如纯蓝色的背景等。本文使用无标记点运动跟踪方法，采用背景差分技术从深度图像序列中提取出深度模板，然后将深度模板与同步的RGB图像结合用于提取人体边

6、缘。通过使用深度模板能够较为准确地提取出人体部分的边缘信息。分割过程并不需要严格限制捕获的环境，如单一颜色的背景或衣服等。让运动目标在摄像机前进行姿势的校准就可以自动标定出人体部分区域。本文采用改进的Cam—shift算法进行人体各主要关节点的跟踪。假设跟踪到的各关节点矩形区域的中心为此关节所在位置，利用比例正交投影的比例因子s参数的限制，获取每一帧对应的人体各关节点的三维坐标。再对得到的四肢关节点运用肢端轨迹动态算法，使幅度最大的这些关节点的运动平滑。最后运用参数化逆向运动学算法，使虚拟人的运动与实验者的真实动作

7、更加逼近。完成虚拟人运动模型的建立。本文对所提出的方法在VisualStudio2010开发平台上予以验证。通过每秒钟30帧的速率对人体主要关节点的精确跟踪，并建立了虚拟人的运动模型。对得到的实验结果进行精度和速度上的分析，分析结果表明该模型在速度和精度上都能满足日常生活、娱乐中人体运动的跟踪要求。关键词深度信息；Cam．shift算法；比例因子S；参数化逆向运动学算法哈尔滨理工大学工程硕士学位论文ResearchonModelingofVirtualHumanMotionBasedDepthInformation

8、AbstractVirtualhumanmovementtechnologyhasbeenwidelyusedinsportsandmedicalrehabilitation．Performersandrealactionneedtomakecomputergeneratedvirtualcharacters，inthefilmindustryorcompu