一種基于四元數(shù)的自適應(yīng)關(guān)鍵幀提取方法研究.pdf

1、隨著計(jì)算機(jī)軟硬件和圖形學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，使得利用計(jì)算機(jī)自動(dòng)創(chuàng)作動(dòng)畫成為一種普及的動(dòng)畫制作方法。近年來，隨著運(yùn)動(dòng)捕獲設(shè)備的廣泛使用，生成了大量具有真實(shí)感的3D人體運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)被廣泛地應(yīng)用于動(dòng)畫生成、計(jì)算機(jī)游戲以及醫(yī)學(xué)仿真等多個(gè)領(lǐng)域。由于運(yùn)動(dòng)捕獲數(shù)據(jù)是基于高速率采樣得到的，平均每秒鐘幾十甚至上百幀，而它的每一幀又包含了十幾甚至幾十個(gè)關(guān)節(jié)點(diǎn)的旋轉(zhuǎn)信息，因此它的數(shù)據(jù)量很大，如何有效地存儲(chǔ)和瀏覽這些數(shù)據(jù)就變得非常重要。為了便于大量運(yùn)動(dòng)捕獲數(shù)

2、據(jù)的壓縮存儲(chǔ)、檢索、瀏覽以便進(jìn)一步重用，對(duì)運(yùn)動(dòng)捕獲數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)鍵幀提取是非常有意義的。
　　 本文研究了國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的基于運(yùn)動(dòng)捕獲數(shù)據(jù)的關(guān)鍵幀提取方法，特別是自適應(yīng)采樣的關(guān)鍵幀提取方法。并從滿足系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和壓縮比兩方面的需求出發(fā)，提出了改進(jìn)的自適應(yīng)關(guān)鍵幀提取算法。本文的主要研究工作是：
　　 (1)研究和分析了人體運(yùn)動(dòng)表示法，并針對(duì)運(yùn)動(dòng)捕獲數(shù)據(jù)文件——BVH文件中的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，將文件中用歐拉角表示的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成四元數(shù)表示，用四

3、元數(shù)的差異表示人體姿態(tài)的差異，進(jìn)而提取運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)中的關(guān)鍵幀。
　　 (2)在關(guān)鍵幀提取算法中，閾值需要通過用戶指定來設(shè)置，為了滿足系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和后期動(dòng)作編輯的需要，把閾值的設(shè)置改為采用自適應(yīng)方法來設(shè)置，從而設(shè)計(jì)了一種從運(yùn)動(dòng)捕獲數(shù)據(jù)文件中提取關(guān)鍵幀的高效算法。
　　 (3)把改進(jìn)的關(guān)鍵幀提取算法作為實(shí)驗(yàn)檢測(cè)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該方法能夠高效地從運(yùn)動(dòng)捕獲數(shù)據(jù)中提取出關(guān)鍵幀，較好地滿足了數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)壓縮的需要。