基于单目视频的三维重建关键技术研究

• 作 者: 任志炜
• 出 处: 天津大学
• 发表日期: 2010年期
• 关键词: YUV双阀值 辐射扇区 聚类 欧拉角 相关向量机 三维重建

基于单目视频的动作捕捉(motion capture)技术有着广泛的应用,三维重建算法作为其中的重要技术也成为研究人员近年来研究的重要方面,本文对于三维重建的整个关键算法进行了研究,提出一种基于映射的三维重建方法。首先,我们研究在YUV空间中对人体的轮廓进行提取,Y通道的亮度信息能有效区分黑白,但是由于它只有亮度信息,对阴影的处理不是很好。而运用U,V变量能有效去除阴影,但对于类似于阴影的前景做不到很好的检测,因此本文提出一种基于Y参量和UV参量上双阀值的方法,得出较好的轮廓效果。然后,根据本文三维重建算法的特点,我们选择了新的人体二维表示方法。对于二维轮廓,我们采用辐射扇区表示轮廓边界结合聚类的方法,用直方图表示人体轮廓几何信息;对于三维结构,我们采用基于欧拉角的表示方式,去除了人体骨架长度对实验结果的影响。在后期的算法应用中证明这两种表示方法相结合很好的满足了三维重建算法的要求。最后,本文研究了相关向量机(RVM)的映射算法过程,在新的人体表示方法的基础上本文运用相关向量机对已有运动数据进行了训练,在训练过程中用脊衰退算法对RVM进行了改进,提高了效率,最终得到了一种效果比较好的人体三维重建方法。从实验结果中可以看出,本文的轮廓提取算法和三维重建算法的都有很好的解决,实现了三维重建人体运动数据的要求。