基于圖像序列的連接體和彈性體三維運(yùn)動(dòng)分析.pdf

1、物體的運(yùn)動(dòng)估計(jì)是計(jì)算機(jī)視覺(jué)研究中的一個(gè)重要方向，它包括剛體和非剛體運(yùn)動(dòng)分析兩大類。由于剛體運(yùn)動(dòng)的簡(jiǎn)單性，運(yùn)動(dòng)分析的早期研究大都基于剛性假設(shè)展開(kāi)并形成了一套成熟的理論框架。然而，現(xiàn)實(shí)世界中大多數(shù)運(yùn)動(dòng)物體都具有非剛性，因此用剛性假設(shè)來(lái)描述現(xiàn)實(shí)世界中物體運(yùn)動(dòng)是不充分的，需要對(duì)非剛體運(yùn)動(dòng)進(jìn)行深入研究。 本文主要針對(duì)非剛體中的連接體和彈性體運(yùn)動(dòng)展開(kāi)分析，提出了基于特征點(diǎn)對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)模型和算法。本文主要內(nèi)容歸納如下： 第1章介紹了非剛

2、體運(yùn)動(dòng)的基本知識(shí)，分析了國(guó)內(nèi)外非剛體運(yùn)動(dòng)的研究現(xiàn)狀，提出了本文主要的研究?jī)?nèi)容和研究方法。 第2章介紹了三維運(yùn)動(dòng)估計(jì)的基本概念，分析了三維運(yùn)動(dòng)的表示以及一般的分析方法。 第3章探討了單目攝像機(jī)的標(biāo)定方法，要估計(jì)物體的三維運(yùn)動(dòng)必須先建立攝像機(jī)模型，因此要通過(guò)攝像機(jī)標(biāo)定求出攝像機(jī)的內(nèi)、外參數(shù)。然后，基于單目攝像機(jī)標(biāo)定結(jié)果，給出了雙目立體測(cè)量的方法，為下一章的實(shí)驗(yàn)研究提供第一幀圖像中特征點(diǎn)的三維空間坐標(biāo)。 第4章研究了基

3、于小平面對(duì)應(yīng)的連接體運(yùn)動(dòng)分析方法。在求解運(yùn)動(dòng)參數(shù)時(shí)，根據(jù)優(yōu)化方法以及對(duì)誤差的分析提出了兩步的計(jì)算方法，即先求解第二幀的z坐標(biāo)，然后再根據(jù)三維點(diǎn)匹配求解運(yùn)動(dòng)參數(shù)。由于能提供很好的初值并利用了圖像序列的特點(diǎn)，求解的值具有很好的魯棒性。最后采用本文的方法對(duì)手指運(yùn)動(dòng)進(jìn)行了分析，實(shí)驗(yàn)表明該方法能很好地恢復(fù)出手指的三維運(yùn)動(dòng)軌跡。 第5章采用Markov隨機(jī)場(chǎng)的方法研究彈性體運(yùn)動(dòng)。首先討論了Markov隨機(jī)場(chǎng)的基本理論，給出了解決問(wèn)題的一般框