基于非接觸式測量的三維人體重構(gòu)方法的研究.pdf

1、本文應(yīng)用課題組開發(fā)的便攜式三維人體掃描系統(tǒng)獲取人體點(diǎn)云數(shù)據(jù)，以該點(diǎn)云數(shù)據(jù)為研究對(duì)象，針對(duì)人體表面的復(fù)雜性提出了適用于人體模型重構(gòu)的技術(shù)路線和實(shí)施方案，解決了人體模型重構(gòu)中的特殊性問題，主要的研究內(nèi)容如下：
　　 (1)針對(duì)初始點(diǎn)云前、后面分離且為密集無序的狀況，本文首先采用標(biāo)記點(diǎn)法對(duì)人體前、后面點(diǎn)云進(jìn)行配準(zhǔn)，接著提出了在測量場景中的加入鉛垂標(biāo)記點(diǎn)和點(diǎn)云的質(zhì)量矩對(duì)人體點(diǎn)云進(jìn)行定位，并通過對(duì)點(diǎn)云分層、對(duì)人體劃分以及對(duì)各部分點(diǎn)云的排序

2、等處理構(gòu)建有序的掃描線點(diǎn)云，優(yōu)化點(diǎn)云除噪、簡化、孔洞修補(bǔ)的過程。對(duì)于點(diǎn)云中噪聲點(diǎn)，本文根據(jù)其特點(diǎn)對(duì)其進(jìn)行歸類，并采用不同的處理方法。點(diǎn)云的簡化采用了等角度扇形柵格簡化方法，該方法簡化率易于調(diào)整且具有較高的簡化精度、簡度和速度。點(diǎn)云中的孔洞形成原因?yàn)椋阂环N是由于攝像機(jī)的視角與人體表面的夾角過小，而使掃描線間距較大而形成的孔洞，對(duì)該孔洞的修補(bǔ)是在建立人體三角網(wǎng)格模型之后，采用Loop細(xì)分的方法；另一種是由于身體的遮擋使掃描線缺失部分?jǐn)?shù)據(jù)而產(chǎn)

3、生的孔洞，本文采用了三次參數(shù)樣條插值的方法，對(duì)掃描線上的數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行全局的插值擬合，快速地構(gòu)造出人體曲線模型，再利用距離采樣法來獲得點(diǎn)分布均勻的人體點(diǎn)云數(shù)據(jù)，以便于構(gòu)建人體模型。
　　 (2)根據(jù)人體點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理的結(jié)果，將人體三角網(wǎng)格模型的構(gòu)建分為兩個(gè)步驟：一是采用平行切面輪廓點(diǎn)云的三角網(wǎng)格化方法構(gòu)建人體各部分三角網(wǎng)格模型；二是人體各部分之間的三角網(wǎng)格化，涉及到單輪廓對(duì)多輪廓的網(wǎng)格化，本文根據(jù)多輪廓特征，將其相鄰單輪廓分割為多個(gè)輪

4、廓，將單對(duì)多轉(zhuǎn)化為多個(gè)單對(duì)單輪廓的三角化方法，最終獲得完整的人體三角網(wǎng)格模型。
　　 (3)本文對(duì)人體尺寸線的提取主要是依據(jù)尺寸線的位置特征、形態(tài)特征特征和量化特征。位置特征的判斷主要采用人體比例原則和尺寸線之間的“鏈”關(guān)系；形態(tài)特征主要采用平面投影法、曲率判別法和建模法來進(jìn)行識(shí)別；量化特征主要是通過比較尺寸線的大小來確定。人體截面線是通過截切面與人體模型相交來求交點(diǎn)，本文提出了遍歷最近點(diǎn)的方法來計(jì)算交點(diǎn)坐標(biāo)，該方法具有較高效率