基于視覺的人體跟蹤與動作分析研究.pdf

1、分類號UDC劣麒理學(xué)位密級歹大穿論文題目叁主墊鱟絲厶簽星噬魚盈笠金塹壁窒英文StudyofHumanTracingandMotionAnalysis題目墾箜盟Q旦堡Q蛩唑巫笪盟璺iQ望研究生姓名塞圈指導(dǎo)教師姓名——塑L型∑一職稱副教授430070姓名至墊職稱高王學(xué)位堂副指黜。單位名稱巒塑避僉金亟郵編壘至Q!QQ申請學(xué)位級別塑學(xué)科專業(yè)名稱論文提交日期論文答辯Et期電子與通信工程學(xué)位授予單位盍婆墨墨盤堂學(xué)位授予日期——答辯委員會主席董鲞評閱

2、人虛!墾壹主建皇墾2012年11月中文摘要人體跟蹤與動作分析技術(shù)被廣泛地應(yīng)用在場景監(jiān)控、行為理解、姿態(tài)估計以及游戲娛樂等領(lǐng)域，同時也是計算機視覺和臨床醫(yī)學(xué)交叉領(lǐng)域所研究的熱點問題。以其為技術(shù)核心所研發(fā)的智能人體行為康復(fù)系統(tǒng)通過對患者進行運動康復(fù)過程的自動跟蹤，從而對其動作行為做出分析得到相應(yīng)的診斷，該診斷數(shù)據(jù)可為患者的康復(fù)理療提供進一步指導(dǎo)。因此面向殘障人體康復(fù)的人體跟蹤與動作分析研究具有重要的理論及應(yīng)用研究價值?；谝曈X的3D人體運動

3、估計可以抽象為一個復(fù)雜的高維非線性模型，由于要求能夠有效地跟蹤和分析，具有一定難度。本文采用單一攝像機對場景中單目標(biāo)的運動進行跟蹤和分析。首先，用攝像機錄制視頻圖像序列，然后創(chuàng)建人體的三維抽象模型，之后進行視頻圖像序列的分析與處理，構(gòu)建一個以人體輪廓特征、前景人體剪影和前景圖像色彩直方分布圖為特征的觀測模型，通過對人體姿態(tài)動作分析，由粒子濾波算法對人體的姿態(tài)實現(xiàn)有效跟蹤。本文特點是：首先建立了基于關(guān)節(jié)體的三維人體模型。此模型由模擬頭、身

4、軀、手上臂和手前臂的6個剛體，模擬頸、肩、腰和手肘的6個關(guān)節(jié)點組成，包含16個自由度。該模型能較好地體現(xiàn)人體上半身對各種姿態(tài)的要求且簡化計算。其次，本文采用由上至下技術(shù)和由下至上技術(shù)結(jié)合的方法對人體初始姿態(tài)進行估計，通基于Haar特征的人臉檢測技術(shù)，和一些物理約束、先驗信息以及視頻中人體區(qū)域的自身特點，使跟蹤能夠自動初始化。最后，本文設(shè)計了一種以粒子濾波為核心的跟蹤算法。此算法將目標(biāo)輪廓、前景剪影和圖像色彩三種圖像特征利用不同權(quán)重疊加起