[發明專利]基于動態模板的光學運動捕捉數據處理方法

有效

• 申請號: 200910011225.6
• 申請日: 2009-04-18
• 公開（公告）號: CN101533526A
• 公開（公告）日: 2009-09-16
• 發明（設計）人: 張強;吳升;魏小鵬
• 申請（專利權）人: 大連大學
• 主分類號: G06T17/00
• 分類號: G06T17/00
• 代理公司: 大連八方知識產權代理有限公司
• 代理人: 衛茂才

1.基于動態模板的光學運動捕捉數據處理方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)運動數據預處理：處理方法是對聚集在一起的數據進行合并，相對距離在一個閾值內的所有Marker點認為是由攝像機的延遲所造成，是同一個Marker點的幻化；

(2)建立動態模板庫模型：模板庫根據人體肢體分為：頭、肩、手臂、軀干、腰、腿和腳七個模塊，關聯形態表現為數據庫表與表的關聯：基于運動生物力學的三維人體運動模型中關于關節結構分類、不同類型自由度的定義以及一些主要關節運動分析，結合對人體結構模型的定義，給出動態模板庫中各主要運動肢體的關聯設計；肩部的運動關聯分析：設定肩部線段長度與脊椎骨的夾角和與脊椎骨垂直的向量的夾角進行映射；脊柱部的運動關聯分析：其與髖關節平面的夾角來描述其長度變化；手部的運動關聯分析：設定手部前端線段長度和后端線段長度與兩線向量夾角進行映射；腿部的運動關聯分析：小腿長度與大腿和小腿之間的夾角值進行映射；

(3)基于三樣條插值的動態擬合模板模型：在數據標定時，需從動態模版庫中查詢當前幀的模板，由于動態模版庫中姿態有限可能無法找到與當前幀精確一致的運動模板數據，利用與當前幀姿態相近的運動數據采用三次樣條插值的方法擬合出近似的運動模板數據，人體運動是一個連貫的動作，結合三次樣條插值函數定義，實現從動態模版庫中獲取當前幀的模版；

(4)基于動態模板的運動數據預測與跟蹤：

步驟1：首先，對數據預處理，處理方法是對聚集在一起的數據進行合并，相對距離在一個閾值內的所有Marker點認為是由攝像機的延遲所造成，是同一個Marker點的幻化，預處理后使數據點個數接近實際Marker點數目；

步驟2：逐幀進行形狀匹配，依據標準模版對各肢體進行上面提到的五種匹配關系進行匹配，設定誤差允許范圍x，如果全部成功匹配且匹配結果只有一個正確跟蹤則成功標定，若匹配結果不只一個，轉入步驟3；

步驟3：運用動態模版信息剔除噪聲匹配結果，根據姿態參數在動態模版庫中進行三樣條插值擬合，擬合出映射參數，用映射參數和當前姿態參數比較，如夾角和線段長度和在動態模版中擬合的對應姿態下的夾角和線段長度不吻合，說明是錯誤匹配結果，去除之；如相同，匹配塊是正確的匹配結果，標定Marker點，結束驗證；

步驟4：在當前幀所有模塊通過步驟2、步驟3兩步處理完成后，進行最后的結構效驗。