[發明專利]基于多視角圖像采集的人體運動捕捉系統

在審

• 申請號: 201811277128.7
• 申請日: 2018-10-30
• 公開（公告）號: CN109345569A
• 公開（公告）日: 2019-02-15
• 發明（設計）人: 黃佳維
• 申請（專利權）人: 安徽虛空位面信息科技有限公司
• 主分類號: G06T7/292
• 分類號: G06T7/292;G06T7/70
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了基于多視角圖像采集的人體運動捕捉系統，包括控制終端，所述控制終端連接有記錄模塊，記錄模塊中包括多個相機，使用相機對人體運動進行拍攝，獲得不同視角下大量的投影圖像并作為樣本，記錄模塊連接有CNN模塊，CNN模塊包括樣本輸入單元和樣本輸出單元，樣本輸入單元進行樣本的輸入，樣本輸出單元進行樣本的輸出，通過CNN網絡對大量的樣本進行訓練，獲得推理網絡，CNN模塊連接有應用模塊，在應用模塊的場景中，固定有多個相機，對人體的運動進行拍攝。本發明有效的對人體運動進行捕捉，能夠有效避免設備復雜以及人體運動范圍限制等問題，設備簡單，計算時間短，方便易用且結果準確度較高。

技術領域

本發明涉及人體運動捕捉系統技術領域，尤其涉及基于多視角圖像采集的人體運動捕捉系統。

背景技術

運動捕捉系統是一種用于準確測量運動物體在三維空間運動狀況的系統設備，是基于計算機圖形學原理，通過排布在空間中的數個視頻捕捉設備將運動物體（跟蹤器)的運動狀況以圖像的形式記錄下來，然后使用計算機對該圖象數據進行處理，得到不同時間計量單位上不同物體（跟蹤器）的空間坐標（X,Y,Z)，目前主流的方法有：光學式、機械式、電磁式和聲學式運動捕捉，但是這些方法都有著一些缺點：系統價格昂貴、后處理時間長、使用不便、對環境要求嚴格。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有技術中存在的缺點，而提出的基于多視角圖像采集的人體運動捕捉系統。

為了實現上述目的，本發明采用了如下技術方案：

基于多視角圖像采集的人體運動捕捉系統，包括控制終端，所述控制終端連接有記錄模塊，記錄模塊中包括多個相機，使用相機對人體運動進行拍攝，獲得不同視角下大量的投影圖像并作為樣本，記錄模塊連接有CNN模塊，CNN模塊包括樣本輸入單元和樣本輸出單元，樣本輸入單元進行樣本的輸入，樣本輸出單元進行樣本的輸出，通過CNN網絡對大量的樣本進行訓練，獲得推理網絡，CNN模塊連接有應用模塊，在應用模塊的場景中，固定有多個相機，對人體的運動進行拍攝，將拍攝的圖像輸入CNN模塊中獲得的推理網絡中，得到關鍵節點在不同視角下的投影位置C，應用模塊連接有實現模塊，在實現模塊中，已知相機的位置和空間對應不同相機的投影位置，利用最小二乘法進行迭代計算，獲得人體運動關鍵節點的空間位置（X、Y、Z）。

優選的，所述記錄模塊包括拍攝單元、存儲單元和標注單元，拍攝單元利用相機對人體運動進行拍攝，存儲單元對相機拍攝的投影圖像進行存儲，標注單元對存儲圖像中的人體關鍵節點進行標注。

優選的，所述CNN模塊為卷積神經網絡，輸入的樣本為記錄模塊中相機拍攝的圖像，輸出的樣本為人體骨骼關鍵節點在圖像中的投影位置。

優選的，所述應用模塊中相機的數量為3-6個，相機固定在不同的視角對人體運動進行拍攝，獲取對應關鍵點投影位置。

優選的，所述實現模塊根據關鍵節點在不同視角下的投影位置C（X,Y）計算關鍵節點的空間位置P（X,Y,Z）。

優選的，所述記錄模塊、CNN模塊、應用模塊和實現模塊內的的各單元通過有線或者無線的方式進行數據傳輸。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

通過多個（3-6個）相機對人體運動進行拍攝，獲得不同視角下的圖像信息；通過卷積神經網絡對大量樣本進行訓練，攝像機拍攝圖像樣本通過訓練的卷積神經網絡與對應人體骨骼關鍵節點一一對應；獲得的不同視角下對應的關鍵節點投影信息可以通過最小二乘迭代獲得人體運動關鍵節點的空間位置（X、Y、Z），對獲取的拍攝信息，能夠有效避免設備復雜以及人體運動范圍限制等問題，設備簡單，方便易用且結果準確度較高。

附圖說明

圖1為本發明提出的基于多視角圖像采集的人體運動捕捉系統的系統結構示意圖；