基于雙目視頻的三維空間筆跡跟蹤.pdf

1、空間筆跡跟蹤指的是用筆在三維空間中移動(dòng),然后通過某種設(shè)備捕捉筆尖在每一時(shí)刻的三維坐標(biāo),繼而還原出筆尖在移動(dòng)過程中所形成的軌跡的技術(shù)。筆跡跟蹤技術(shù)乃至空間筆跡跟蹤技術(shù)可以滿足傳統(tǒng)輸入設(shè)備(例如鼠標(biāo))所不能滿足的人們對(duì)輸入文字、繪畫的需求。在可預(yù)見的未來空間筆跡跟蹤技術(shù)一定會(huì)有非常廣闊的發(fā)展前景。
　　目標(biāo)跟蹤領(lǐng)域較常用的是MeanShift算法,而CamShift算法又是MeanShift算法用于目標(biāo)跟蹤的一個(gè)具體實(shí)現(xiàn)。本文研究并實(shí)

2、現(xiàn)了CamShift算法以及經(jīng)常與其配合使用的Kalman濾波器,經(jīng)實(shí)驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)這種方法用在筆跡跟蹤方面的效果一般,因此本文提出了將高斯粒子濾波器與CamShift算法相結(jié)合的方法,并證實(shí)了該方法用于筆跡跟蹤方面確實(shí)是有效的。本文設(shè)計(jì)了一個(gè)算法,以雙攝像頭同時(shí)對(duì)目標(biāo)的跟蹤結(jié)果作為輸入,利用視差原理可以獲得目標(biāo)的深度信息繼而得到三維坐標(biāo)。
　　本文的具體工作如下:
　　1)從實(shí)現(xiàn)場(chǎng)合和所應(yīng)用的技術(shù)方面,研究和分析了空間筆跡跟蹤,

3、總結(jié)比較了一些當(dāng)今流行的空間筆跡跟蹤技術(shù)。
　　2)研究并實(shí)現(xiàn)了CamShift算法與Kalman濾波器的基本原理,以及將他們結(jié)合在一起的方法。本文還提出了將CamShift算法與高斯粒子濾波器相結(jié)合的方法,并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了當(dāng)用于筆跡跟蹤時(shí),該算法確實(shí)比 Kalman濾波器效果好。本文設(shè)計(jì)了一個(gè)利用人類雙目成像的視差原理對(duì)兩個(gè)攝像頭對(duì)目標(biāo)的跟蹤結(jié)果進(jìn)行分析的方法,并可以從中計(jì)算出z軸的位移,即深度信息。
　　3)本文完成了一

4、個(gè)系統(tǒng),可以獲得筆尖的三維坐標(biāo),并以空間中的長(zhǎng)方體來表示,該系統(tǒng)可以記錄筆尖的三維軌跡,也可以用來寫連筆字,本文還完成了一個(gè)可以簡(jiǎn)單的識(shí)別筆跡的模塊。對(duì)于本文的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),本文對(duì)試驗(yàn)系統(tǒng)獲得的目標(biāo)坐標(biāo)(尤其是深度信息z軸的坐標(biāo))的精度做了實(shí)驗(yàn);對(duì)筆尖大小在跟蹤過程中對(duì)跟蹤效果的影響做了實(shí)驗(yàn);最后用筆寫字并測(cè)試系統(tǒng)還原出來的筆跡效果。
　　4)對(duì)于用高斯粒子濾波器加強(qiáng)CamShift算法中存在的問題以及可能的改進(jìn)方向進(jìn)行了闡述,并對(duì)空