【摘要】：運動捕捉(Motion Capture)是計算機視覺領域的基礎研究課題之一,旨在基于多個不同視角的同步相機陣列恢復人體運動過程中的三維模型和細節(jié)特征,在虛擬現實(Virtual Reality)、數字動畫、影視制作等領域有著廣泛應用。當前主流的基于同步相機陣列的運動恢復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:普通設備無法進行多個視角連續(xù)高速捕獲的數據獲取需求;不能夠實現自動分割,需要手動摳取大量的Mask作為輸入;往往受制于內存大小限制而無法獲得高精度的重建效果。本文基于浙江大學人體反射場高性能捕獲系統(tǒng),通過其同步高速采集的視頻序列,進行運動人體三維模型重建。首先,我們設計并搭建了一套完備的基于同步攝像機陣列的自動人體三維重建系統(tǒng),涵蓋了數據采集和標定、自動分割、構建VisualHull可見外殼、深度恢復、點云采樣和三維模型重建等模塊。其次,提出了一個結合顏色、紋理、對比度和邊緣等多線索的自動前景分割方法:先在灰度空間利用背景差分進行前景初始化,其次用Graph Cuts得到初步的分割結果,最后應用Background Cut降低背景區(qū)域的對比度,將三種方法的優(yōu)點很好地結合起來。實驗結果表明,我們設計搭建的軟件系統(tǒng)合理有效,不僅能夠恢復出高精度的深度結果和獲得密度可控的點云采樣,而且能夠穩(wěn)定地重建出細節(jié)突出、表面平滑的人體運動三維模型。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分割的影響,實現了高質量的前景自動分割,為自動的人體三維模型重建奠定了基礎。
[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.
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TP391.41

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 閆文忠;沈樹群;;染色體自動分割算法[J];數據采集與處理;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);;一種新的雙重標記免疫組化圖像自動分割方法[J];電子顯微學報;2013年02期

3 傅冠華;陳益強;劉軍發(fā);周經野;李鵬飛;;一種自動分割人臉的方法[J];計算機應用研究;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分割方法[J];農業(yè)機械學報;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];工程數學學報;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];計算機工程;2003年15期

8 劉巧紅,李利軍;脊柱外科三維重建系統(tǒng)設計[J];計算機工程;2005年09期

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

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

相關會議論文 前10條

1 王穎穎;張偉成;;數字減影血管造影的三維重建技術[A];第三屆全國數字成像技術及相關材料發(fā)展與應用學術研討會論文摘要集[C];2004年

2 彭貞;汪時機;;巖土體CT圖像三維重建方法研究[A];自主創(chuàng)新與持續(xù)增長第十一屆中國科協(xié)年會論文集（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)育性髖關節(jié)脫位的術前應用[A];第六屆西部骨科論壇暨貴州省骨科年會論文匯編[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用[A];全國醫(yī)學影像技術學術會議（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團隊;;三維放射治療計劃系統(tǒng)中快速三維重建方法的研究與應用[A];第二屆全國核技術及應用研究學術研討會大會論文摘要集[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學術會議論文集[C];2010年

7 胡霞;朱虹;;基于生物圖像的三維重建技術研究[A];2007年中國農業(yè)工程學會學術年會論文摘要集[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和三維成像學術年會論文集[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構及臨床意義[A];中華醫(yī)學會第十三屆全國放射學大會論文匯編（下冊）[C];2006年

10 劉帥;陳軍;;一種基于物體橫向切片的可量測三維重建方法[A];中國測繪學會第九次全國會員代表大會暨學會成立50周年紀念大會論文集[C];2009年

相關重要報紙文章 前2條

1 張質堅　劉海君;航測局申報“國家863計劃”專項課題喜獲成功[N];中煤地質報;2011年

2 深圳商報記者 肖晗;“博士后創(chuàng)新講堂”場場精彩[N];深圳商報;2007年

相關博士學位論文 前10條

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

3 杜娟;基于高頻超聲的人牙釉質三維重建[D];華南理工大學;2016年

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

5 盧林;虛擬結腸可視化的關鍵技術研究：全自動分割與基于外壁的虛擬展平[D];上海交通大學;2013年

6 孫向軍;場景三維重建的若干關鍵技術研究[D];南京理工大學;2004年

7 王劍;果樹枝干三維重建關鍵技術研究[D];中國農業(yè)科學院;2009年

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

9 郭v炑，

本文編號：2167163