基于单目视频的人体三维重建方法的研究

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1、中文摘要基于单目视频的人体运动捕获和三维重建是计算机视觉领域一个重要的研究课题，同样也是工程领域和科学领域一个富有挑战性的研究方向，目前基于视觉的人体三维重建主要有生成式和区分式两种方法，本文主要研究了区分式方法中基于数据库的人体运动的三维重建方法。首先，分析了几种不同人体三维重建方法，综述了国内外相关的研究现状，最终确定了基于数据库的三维重建方法作为本文的技术框架。接着设计了人体运动捕获的技术路线，在此基础上完成了基于数据库三维重建方法的前期工作，包括人体模型的选定，标准运动捕获数据的标准化处理和运动人体的前景分割等。然后，本文使用人体轮廓信息作为图像匹配的数据源从数据库中检索三维运动数

2、据，通过分析多种人体轮廓特征的表达方式，如：Hu矩不变量，放射不变量，轮廓签名，傅立叶描绘子，形状上下文等，最后选用了基于傅立叶描述符和形状上下文描述符两种表达方式，设计了组合特征的人体轮廓表达方式，实现了基于数据库的人体运动数据三维重建过程。最后，本文尝试性使用人体关节点二维信息来匹配数据库中的数据从而达到检索的目的，本文在本课题组原有研究的基础上，标定人体的关节点位置，然后给出基于关节点匹配的检索结果。本文还讨论了三维姿态空间中姿态序列优化的问题，以保证重建的三维人体姿态在视觉上保持连贯性，并给出了三维重建结果在不同视角的实验效果。实验结果表明，本文提出的基于人体轮廓组合特征的匹配算法

3、和基于关节点位置的匹配算法在基于数据库的人体三维重建中取得了良好的实验效果，可以较好的恢复出人体的三维姿态，为下一步的工作提供了新的思路。关键词：单目视频运动捕获三维重建区分式方法ABSTRACTHumanmotioncaptureand3DreconstructionbasedonvisioniSanimportantresearchareainthecomputervision，andalsoisachallengingresearchareaintheengineeringandscience．Generallyspeaking，therearetwotypesofmethodsfo

4、rthehuman3Dreconstruction：GenerativeandDiscriminative．Thispaperdosomeresearchonthe3Dreconstructionintheframeworkofdiscriminativemethods．Firstly，thispaperanalysisseveralmethodsofhuman3Dreconstruction，andtheresearchstatusathomeandabroad，atlastwedecidetousediscriminativereconstructionmethodbasedondat

5、abaseastheframeworkofthispaper．Thenwediscussthetechnologyroadmapofhumanmotioncaptureandintroducethepreparationforthe3Dreconstructionbasedondatabase，includingthechoiceofhumanmodel．thepretreatmentofstandardmotioncapturedataandthemotionsegmentation．Secondly，thispapertentativelyuseshumansilhouetteinfo

6、rmationastheimagematchinputtoretrievethesimilarcandidatesinthedatabase．Sowecomparethedi行erenthumansilhouettefeatures，thesefeatureexpressionsincludeHumomentinvariants，aft'memomentinvariants，contoursignature，Fourierdescriptorandshapecontext．AtlastthispaperchoosethecombinedfeaturesbasedonFourierdescr

7、iptor锄dshapecontexttodescriptthehumansilhouetteandsearchdatainthedatabase，theexperimentalresultsalsoshowsubsequently·Finally。thepapertentativelyusehumanjointspositioninformationtoretrievethesimilarimageinthedatab