人体运动捕捉数据特征提取与检索研究综述.pdf

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1、第27卷第1期计算机应用研究V0I．27No．12010年1月ApplicationResearchofComputersJan．201O人体运动捕捉数据特征提取与检索研究综述术肖伯祥，张强，魏小鹏(大连大学先进设计与智能计算省部共建教育部重点实验室，辽宁大连l16622)摘要：介绍了目前国内外研究进展和发展概况，分析了现有的研究和技术方法，主要分析阐述了基于模板匹配的方法、基于内容的检索方法，以及其他具有代表性的方法和成果；最后探讨了现有方法和技术的局限性，并对未来的研究方向进行了展望。关键词：运动捕

2、捉；特征提取；检索中图分类号：TP391文献标志码：A文章编号：1001—3695(2010)O1—0010—04doi：10．3969／j．issn．1001—3695．2010．01．003SurveyonhumanmocapdatafeatureextractionandretrievalXIAOBo—xiang，ZHANGQiang，WEIXiao—peng(，LaboratoryAdvaucedDesign＆lntelligemComputingrMinistr)ofEducation，Dal

3、~nUniversity，DalianLiaoning116622，China)Abstract：Thispaperintroducedthedevelopmentsinthisresearchfield，analyzedseveralmainapproachesincludingmotiontemplates—based，content—based，andotherrepresentativetechnologies．Finally，discussedthemainlimitationofexisti

4、ngmeth—odsandtheprospectsonthisfield．Keywords：motioncapture；featureextraction；retrieval体运动捕捉数据的特征提取与检索对于管理和重用运动1人体运动特征定义与提取方法捕捉数据具有重要的实际应用价值。⋯方面，由于运动捕捉设备本身运行和维护成本较高，例如一套Vicon运动捕捉设备商自然人{本运动具有很大的灵活件，因而具有较高的自由业报价高达上百万元，此外，还需要附加设备操作人员的人度，这就导致了人体运动特征的表示和描述存在较

5、大的困难。力资源成本，这就必然造成了运动捕捉数据采集成本费用到目前为止，有很多方法被设计用来表示人体运动特征，但是的上升。而不断采集新的重复的运动捕捉数据导致大量的数尚未形成统一的标准。据难以管理，自然也会增加数据管理设备和人员的成本，造成此外，Demuth等人提出一种几何相似性度量的方法。不必要的浪费。然而在已经存在的运动捕捉数据中，检索满足与目前大多数人体树型结构类似，在该方法中将人体结构用条件的运动捕捉数据就可以避免重新采集相同的运动，避免设24个关节点相连的线段来表示，并在此节点模型基础上，定义

6、备和人力资源的重复浪费，进而节约制作成本并提高制作效了七类Boolean类型的特征，分别为处于平面前后位置关系、率。另一方面，由于运动捕捉数据通常以特定的数据格式存运动方向关系、两节点是否近邻以及夹角变化等，并以特征表储，如ASF&．AMC、C3D、BVH格式等，这些数据格式都达式F来表示这些取值范围为0或l的特征(图1)，进而构造不具备直观的运动细削苗述性质，要获取一个未知运动数据的特征矩阵以实现索引和匹配等进一步的操作。运动特征通常有很多困难，还要使用专用的运动捕捉数据编辑软件如AutodeskMo

7、tionBuilder等，而直接使用文字描述运；∥‘，j动捕捉数据的运动特征不仅难以描述全部特征，而且会增加附豢加文件不便于管理。从运动捕捉数据中直接提取运动特征，不(a)【b)(C)仅可以避免以上所述的诸多不便，而且可以使运动捕捉数据像＼其他媒体形式如图像、音／视频信号一样实现直接检索。：同时．可以为建立大规模标准运动捕捉数据库提供基础。随着d)运动捕捉设备的发展，现有的运动捕捉数据规模不断扩大，图1特征点标定方式，32个marker在人体运动捕捉数据特征表示、特征提取和检索方面，国内外Lin川实现了

8、一种用于大规模人体运动数据库检索方法，研究人员开展了许多有意义的工作。收稿日期：2009—04—28；修回日期：2009—05-3l基金项目：国家自然科学基金资助项目(60875046)；国家教育部新世纪优秀人才支持计划资助项目(NCET．060298)；国家教育部科学研究重点资助项目(209029)；辽宁省高等学校优秀人才支持计划资助项目(RC一05—07，2006R06)；辽宁省教育厅科学研究计划资助项目(05ID20)作者简介：肖伯祥