【摘要】：運(yùn)動(dòng)捕捉(Motion Capture)是計(jì)算機(jī)視覺領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究課題之一,旨在基于多個(gè)不同視角的同步相機(jī)陣列恢復(fù)人體運(yùn)動(dòng)過程中的三維模型和細(xì)節(jié)特征,在虛擬現(xiàn)實(shí)(Virtual Reality)、數(shù)字動(dòng)畫、影視制作等領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用。當(dāng)前主流的基于同步相機(jī)陣列的運(yùn)動(dòng)恢復(fù)雖然在三維模型重建方面取得了一些較好的成果,但主要存在三方面的問題:普通設(shè)備無法進(jìn)行多個(gè)視角連續(xù)高速捕獲的數(shù)據(jù)獲取需求;不能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)分割,需要手動(dòng)摳取大量的Mask作為輸入;往往受制于內(nèi)存大小限制而無法獲得高精度的重建效果。本文基于浙江大學(xué)人體反射場(chǎng)高性能捕獲系統(tǒng),通過其同步高速采集的視頻序列,進(jìn)行運(yùn)動(dòng)人體三維模型重建。首先,我們?cè)O(shè)計(jì)并搭建了一套完備的基于同步攝像機(jī)陣列的自動(dòng)人體三維重建系統(tǒng),涵蓋了數(shù)據(jù)采集和標(biāo)定、自動(dòng)分割、構(gòu)建VisualHull可見外殼、深度恢復(fù)、點(diǎn)云采樣和三維模型重建等模塊。其次,提出了一個(gè)結(jié)合顏色、紋理、對(duì)比度和邊緣等多線索的自動(dòng)前景分割方法:先在灰度空間利用背景差分進(jìn)行前景初始化,其次用Graph Cuts得到初步的分割結(jié)果,最后應(yīng)用Background Cut降低背景區(qū)域的對(duì)比度,將三種方法的優(yōu)點(diǎn)很好地結(jié)合起來。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,我們?cè)O(shè)計(jì)搭建的軟件系統(tǒng)合理有效,不僅能夠恢復(fù)出高精度的深度結(jié)果和獲得密度可控的點(diǎn)云采樣,而且能夠穩(wěn)定地重建出細(xì)節(jié)突出、表面平滑的人體運(yùn)動(dòng)三維模型。所提出的多線索分割算法,相比其他分割方法,能夠有效降低光照和前背景顏色相似對(duì)分割的影響,實(shí)現(xiàn)了高質(zhì)量的前景自動(dòng)分割,為自動(dòng)的人體三維模型重建奠定了基礎(chǔ)。
[Abstract]:Motion capture (Motion Capture) is one of the basic research topics in the field of computer vision. It is designed to restore three-dimensional model and detail features in the process of human motion based on the synchronous camera array of multiple different perspectives. It is widely used in the fields of virtual reality (Virtual Reality), digital animation, shadow production and so on. Although the motion recovery of the step camera array has achieved some good results in the reconstruction of 3D model, there are three main problems: the ordinary device can not carry out the data acquisition demand from multiple views and continuous high-speed capture; it is not able to realize automatic segmentation, so it is necessary to manually pick a large number of Mask as input; often it is subject to memory. In this paper, based on the high performance capture system of the human reflection field of Zhejiang University, this paper reconstructs the 3D model of the moving human body through the video sequence collected synchronously and high-speed. Firstly, we designed and built a complete set of automatic 3D reconstruction system based on the same step camera array. It includes data acquisition and calibration, automatic segmentation, construction of VisualHull visible shell, depth recovery, point cloud sampling and 3D model reconstruction. Secondly, a multi clue automatic foreground segmentation method, which combines color, texture, contrast and edge, is proposed. First, foreground is initialized with background difference in gray space, followed by Gr APH Cuts obtains the initial segmentation results, and finally uses Background Cut to reduce the contrast of the background area, and combines the advantages of the three methods well. The experimental results show that the software system we designed is reasonable and effective, not only can restore the high precision of the depth of the fruit and obtain the density controlled point cloud sampling, but also can be used. The proposed multi cues segmentation algorithm, compared with other segmentation methods, can effectively reduce the influence of light and background color similarity on segmentation, and realize high quality automatic segmentation of foreground, which lays the foundation for the reconstruction of self moving 3D model of human body.
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP391.41

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 閆文忠;沈樹群;;染色體自動(dòng)分割算法[J];數(shù)據(jù)采集與處理;2006年S1期

2 孟軍;陸偉;王麗珍;俞志維;郭妍;程酩;邵志峰;季彤;李小衛(wèi);;一種新的雙重標(biāo)記免疫組化圖像自動(dòng)分割方法[J];電子顯微學(xué)報(bào);2013年02期

3 傅冠華;陳益強(qiáng);劉軍發(fā);周經(jīng)野;李鵬飛;;一種自動(dòng)分割人臉的方法[J];計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究;2008年10期

4 荀一;鮑官軍;楊慶華;高峰;李偉;;粘連玉米籽粒圖像的自動(dòng)分割方法[J];農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào);2010年04期

5 李萬祥 ,牛衛(wèi)中;三維重建[J];甘肅科技;2002年Z1期

6 汪國昭,陳凌鈞;血管三維重建的問題[J];工程數(shù)學(xué)學(xué)報(bào);2002年S1期

7 章勤,李光明,黃琨;一種基于雙眼系統(tǒng)的物體表面三維重建方法[J];計(jì)算機(jī)工程;2003年15期

8 劉巧紅,李利軍;脊柱外科三維重建系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J];計(jì)算機(jī)工程;2005年09期

9 張文博;;鯽魚肝組織細(xì)胞核電鏡圖像三維重建的研究[J];安徽農(nóng)業(yè)科學(xué);2009年31期

10 何桂珍;程效軍;許誠權(quán);;基于單幅影像的三維重建及精度分析[J];河南科學(xué);2010年07期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 王穎穎;張偉成;;數(shù)字減影血管造影的三維重建技術(shù)[A];第三屆全國數(shù)字成像技術(shù)及相關(guān)材料發(fā)展與應(yīng)用學(xué)術(shù)研討會(huì)論文摘要集[C];2004年

2 彭貞;汪時(shí)機(jī);;巖土體CT圖像三維重建方法研究[A];自主創(chuàng)新與持續(xù)增長(zhǎng)第十一屆中國科協(xié)年會(huì)論文集（2）[C];2009年

3 陳昊;焦紅杰;康曉鵬;原建榮;周平;胡熙;梅舒婷;;螺旋CT三維重建在發(fā)育性髖關(guān)節(jié)脫位的術(shù)前應(yīng)用[A];第六屆西部骨科論壇暨貴州省骨科年會(huì)論文匯編[C];2010年

4 曹治;;多層螺旋CT二維和三維重建在骨折中的臨床應(yīng)用[A];全國醫(yī)學(xué)影像技術(shù)學(xué)術(shù)會(huì)議（CMIT-2004）論文匯編[C];2004年

5 李佳;羅月童;龍鵬程;黃善清;閆鋒;孔維華;吳宜燦;FDS團(tuán)隊(duì);;三維放射治療計(jì)劃系統(tǒng)中快速三維重建方法的研究與應(yīng)用[A];第二屆全國核技術(shù)及應(yīng)用研究學(xué)術(shù)研討會(huì)大會(huì)論文摘要集[C];2009年

6 楊玉模;梁瑋;;多視角體三維重建中的分層可視性[A];第十五屆全國圖象圖形學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2010年

7 胡霞;朱虹;;基于生物圖像的三維重建技術(shù)研究[A];2007年中國農(nóng)業(yè)工程學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)論文摘要集[C];2007年

8 張愛東;李炬;陳發(fā);孫靈霞;;基于面操作的工業(yè)CT圖像的三維重建[A];2004年CT和三維成像學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2004年

9 胡罷生;譚歡慶;曲華麗;邱士軍;張雪林;昌仁民;;多層螺旋CT掃描三維重建后逐層顯示解剖結(jié)構(gòu)及臨床意義[A];中華醫(yī)學(xué)會(huì)第十三屆全國放射學(xué)大會(huì)論文匯編（下冊(cè)）[C];2006年

10 劉帥;陳軍;;一種基于物體橫向切片的可量測(cè)三維重建方法[A];中國測(cè)繪學(xué)會(huì)第九次全國會(huì)員代表大會(huì)暨學(xué)會(huì)成立50周年紀(jì)念大會(huì)論文集[C];2009年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前2條

1 張質(zhì)堅(jiān)　劉海君;航測(cè)局申報(bào)“國家863計(jì)劃”專項(xiàng)課題喜獲成功[N];中煤地質(zhì)報(bào);2011年

2 深圳商報(bào)記者 肖晗;“博士后創(chuàng)新講堂”場(chǎng)場(chǎng)精彩[N];深圳商報(bào);2007年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 盧俊;基于無序多視影像的三維重建關(guān)鍵技術(shù)研究[D];解放軍信息工程大學(xué);2015年

2 孫大為;高功率激光焊接等離子體三維重建及能量傳輸研究[D];上海交通大學(xué);2015年

3 杜娟;基于高頻超聲的人牙釉質(zhì)三維重建[D];華南理工大學(xué);2016年

4 熊波;高血壓腎交感神經(jīng)的病理三維重建及組織學(xué)和功能學(xué)重塑研究[D];重慶醫(yī)科大學(xué);2017年

5 盧林;虛擬結(jié)腸可視化的關(guān)鍵技術(shù)研究：全自動(dòng)分割與基于外壁的虛擬展平[D];上海交通大學(xué);2013年

6 孫向軍;場(chǎng)景三維重建的若干關(guān)鍵技術(shù)研究[D];南京理工大學(xué);2004年

7 王劍;果樹枝干三維重建關(guān)鍵技術(shù)研究[D];中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院;2009年

8 劉道明;利用“中國虛擬人”的三維重建構(gòu)建外科三維診療平臺(tái)[D];中國人民解放軍第一軍醫(yī)大學(xué);2003年

9 郭v炑，

本文編號(hào)：2167163