運(yùn)動(dòng)捕獲數(shù)據(jù)關(guān)鍵幀提取與檢索算法研究.pdf

1、隨著計(jì)算機(jī)動(dòng)畫的快速發(fā)展，運(yùn)動(dòng)捕獲技術(shù)尤其是人體運(yùn)動(dòng)捕獲技術(shù)隨之興起，其在影視娛樂、科教生活以及工業(yè)軍事上都有重要應(yīng)用。該技術(shù)的研究?jī)?nèi)容主要包括運(yùn)動(dòng)捕獲性能提高，以及運(yùn)動(dòng)捕獲數(shù)據(jù)的編輯、分割、合成、壓縮、運(yùn)動(dòng)重建、檢索等。其中后者可以極大地提高運(yùn)動(dòng)捕獲數(shù)據(jù)的重用性，是近年來該領(lǐng)域研究的重點(diǎn)。
　　本文主要針對(duì)人體運(yùn)動(dòng)捕獲數(shù)據(jù)的關(guān)鍵幀提取和檢索兩種常見的數(shù)據(jù)處理操作，提出了一種新的基于重建誤差的關(guān)鍵幀提取算法和基于索引空間的運(yùn)動(dòng)捕獲

2、數(shù)據(jù)檢索算法。主要研究工作與內(nèi)容如下：
　　1.綜述了人體運(yùn)動(dòng)在三維空間中計(jì)算時(shí)需要用到的包括笛卡爾坐標(biāo)系的多種坐標(biāo)系統(tǒng)；人體關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)中角位移的三種表示方法：旋轉(zhuǎn)矩陣、歐拉角和四元數(shù)，以及常見的計(jì)算、轉(zhuǎn)換等。
　　2.研究了以BVH格式為例的人體運(yùn)動(dòng)捕獲數(shù)據(jù)，深入解析了其數(shù)據(jù)的各部分定義、對(duì)應(yīng)的常見人體骨骼關(guān)節(jié)定義，最后給出了將數(shù)據(jù)如何解析為在三維空間中的運(yùn)動(dòng)的計(jì)算和步驟。
　　3.提出了一種基于重建誤差最優(yōu)化的關(guān)鍵幀

3、提取方法。首先定義衡量關(guān)鍵幀重要性的重建誤差，而后逐幀提取關(guān)鍵幀并計(jì)算對(duì)應(yīng)重建誤差，最終構(gòu)建出一條重建誤差曲線，最后，根據(jù)曲線確定最優(yōu)的壓縮率，同時(shí)提取出最優(yōu)化的關(guān)鍵幀序列。通過實(shí)驗(yàn)對(duì)比可知，使用本文方法提取出的關(guān)鍵幀相對(duì)來說更具有代表性，有著良好的運(yùn)動(dòng)概括力。
　　4.提出了一種基于索引空間的運(yùn)動(dòng)捕獲數(shù)據(jù)檢索方法。首先對(duì)原始運(yùn)動(dòng)提取關(guān)鍵幀進(jìn)行橫向降維，然后定義基于 Laban運(yùn)動(dòng)分析的特征，對(duì)運(yùn)動(dòng)片段提取特征進(jìn)行縱向降維。接著以