基于運動捕捉數(shù)據(jù)的人體行為分割與運動檢索.pdf

1、近年來，隨著運動捕捉技術(shù)的不斷發(fā)展以及運動捕捉系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，逐漸積累了大量的運動捕捉數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)被廣泛地應(yīng)用在了三維動畫、游戲和電影制作等產(chǎn)業(yè)中。由于運動捕捉設(shè)備昂貴并且操作復(fù)雜，所以，如何合理有效地管理和重用已有的運動捕捉數(shù)據(jù)得到了國內(nèi)外研究人員的廣泛關(guān)注。
　　本文研究了基于運動捕捉數(shù)據(jù)的人體行為分割與運動檢索，針對每一方面的問題提出了相應(yīng)的實現(xiàn)算法，并通過實驗進(jìn)行了驗證。論文的主要工作包括以下幾部分:
　　(1)在

2、基于運動捕捉數(shù)據(jù)的人體行為分割問題中，本文實現(xiàn)了一種基于余弦距離的行為分割算法，采用骨骼夾角直方圖來刻畫運動捕捉數(shù)據(jù)的統(tǒng)計特征，并使用余弦相似度作為運動捕捉數(shù)據(jù)骨骼夾角直方圖特征的相似性度量，來實現(xiàn)對運動行為的自動分割。對于給定的人體運動捕捉數(shù)據(jù)，我們首先定義滑動窗口，計算當(dāng)前滑動窗口范圍內(nèi)運動序列前、后兩部分骨骼夾角直方圖統(tǒng)計特征的余弦相似度;然后通過在運動序列上滑動該窗口，獲得運動序列的余弦相似度曲線，曲線中的極小值點即為不同類型行

3、為的分割點。實驗結(jié)果表明該行為分割算法能夠達(dá)到96％的準(zhǔn)確率和93％的召回率。
　　(2)在運動檢索問題中，本文提出了一種基于骨骼夾角直方圖的運動模板合成算法，并使用該運動模板通過運動匹配來實現(xiàn)運動檢索。我們首先給定同一運動類型的若干運動序列，統(tǒng)計出每一條運動序列的骨骼夾角直方圖特征。由于所有運動序列的骨骼夾角直方圖具有相同的維度，所以直接計算這些骨骼夾角直方圖的平均值即可得到該運動類型的運動模板。由此合成的運動模板能夠反映出一類

4、運動中共同的部分，因此可以采用該運動模板進(jìn)行檢索。實驗結(jié)果表明該運動模板的平均檢索準(zhǔn)確率比基于動態(tài)時間規(guī)整距離的運動檢索高出8％。
　　(3)本文在基于余弦距離行為分割算法的基礎(chǔ)上采用C++圖形用戶界面應(yīng)用程序開發(fā)了一個行為分割系統(tǒng)。我們通過需求分析可以將該系統(tǒng)劃分為運動數(shù)據(jù)處理模塊和界面顯示模塊。運動數(shù)據(jù)處理模塊主要實現(xiàn)了運動捕捉數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換、分割點檢測以及運動序列分段導(dǎo)出等功能;界面顯示模塊主要實現(xiàn)了行為分割結(jié)果展示以及交互式