本文關(guān)鍵詞：Android手機(jī)端基于圖像的三維姿態(tài)計(jì)算及其計(jì)算機(jī)圖形學(xué)應(yīng)用研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：通過相機(jī)的運(yùn)動(dòng),計(jì)算機(jī)獲得實(shí)時(shí)的二維圖像,從而通過相關(guān)算法得到相機(jī)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)。分析相機(jī)運(yùn)動(dòng)參數(shù)屬于計(jì)算機(jī)視覺的范疇,三維模型加載則屬于計(jì)算機(jī)圖形學(xué)。相機(jī)運(yùn)動(dòng)在計(jì)算機(jī)圖形學(xué)中的應(yīng)用是計(jì)算機(jī)視覺與計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的交叉研究項(xiàng)目。典型研究課題是增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(Augmented Reality)、虛擬現(xiàn)實(shí)(Virtual Reality)。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)通過輸入傳感器,比如聲音、視頻或者GPS傳感器來通過計(jì)算機(jī)生成對(duì)物理、真實(shí)世界的直接或間接的增強(qiáng)信息。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)是用虛擬世界增強(qiáng)真實(shí)世界,而相反的是,虛擬現(xiàn)實(shí)通過替換真實(shí)世界為計(jì)算機(jī)生成的虛擬世界。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)使用基于相機(jī)運(yùn)動(dòng)的計(jì)算機(jī)視覺技術(shù),比如基于運(yùn)動(dòng)的三維重建、場(chǎng)景跟蹤等技術(shù)。而虛擬現(xiàn)實(shí)通過各種運(yùn)動(dòng)傳感器,比如陀螺儀、GPS跟蹤器來獲取運(yùn)動(dòng)信息,將設(shè)備的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)為相機(jī)運(yùn)動(dòng),并反映到虛擬世界。本文對(duì)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)和虛擬現(xiàn)實(shí)領(lǐng)域用的技術(shù)進(jìn)行了簡(jiǎn)要的介紹,包括多視圖幾何的相關(guān)理論基礎(chǔ),三維建模的基本原理、對(duì)基于圖像渲染的技術(shù)進(jìn)行了闡述。本文實(shí)現(xiàn)的第一個(gè)系統(tǒng)是基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的人臉姿態(tài)識(shí)別的應(yīng)用。使用了高效的人臉檢測(cè)算法,并通過離線對(duì)人臉做的三維人臉模型,基于POSIT算法用二維人臉特征點(diǎn)和三維模型頂點(diǎn)對(duì)應(yīng)關(guān)系得到相機(jī)運(yùn)動(dòng)矩陣來計(jì)算人臉姿態(tài)。并在Android手機(jī)中實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)效果來觀察人臉姿態(tài)檢測(cè)的效果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明不僅人臉姿態(tài)估計(jì)效果明顯,而且達(dá)到了檢測(cè)人臉并顯示三維人臉模型的實(shí)時(shí)效果。本文實(shí)現(xiàn)的第二個(gè)系統(tǒng)是基于虛擬現(xiàn)實(shí)做的立體虛擬展示系統(tǒng),通過離線生成攝像機(jī)的運(yùn)動(dòng)軌跡,并擬合規(guī)整的運(yùn)動(dòng)軌跡后,通過相鄰兩視點(diǎn)的攝像機(jī)參數(shù),基于三視圖幾何的對(duì)極轉(zhuǎn)移原理生成沿?cái)z相機(jī)運(yùn)動(dòng)軌跡任意視點(diǎn)的攝像機(jī)參數(shù)。然后通過基于保持內(nèi)容完整性的算法來生成沿新攝相機(jī)運(yùn)動(dòng)軌跡上任意視點(diǎn)的視圖,實(shí)驗(yàn)證明相比較其他基于圖像的渲染算法,比如全景圖、Photosynth、View Morphing等算法來說,既保持了內(nèi)容、又?jǐn)U大了生成視點(diǎn)的范圍。
【關(guān)鍵詞】：增強(qiáng)現(xiàn)實(shí) 虛擬現(xiàn)實(shí) 人臉姿態(tài)估計(jì) 三維重建 人臉特征點(diǎn)檢測(cè) 基于圖像的渲染 圖像變形算法 多視圖幾何
【學(xué)位授予單位】：杭州師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP391.41
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• Abstract7-12
• 1 緒論12-16
• 1.0 課題來源12
• 1.1 課題的研究背景12-14
• 1.2 本文的工作和組織14-16
• 1.2.1 Android手機(jī)上的人臉姿態(tài)估計(jì)系統(tǒng)14-15
• 1.2.2 基于圖像的立體虛擬展示系統(tǒng)15
• 1.2.3 實(shí)驗(yàn)15-16
• 2 相機(jī)運(yùn)動(dòng)在計(jì)算機(jī)圖形學(xué)與計(jì)算機(jī)視覺的相關(guān)理論基礎(chǔ)16-32
• 2.1 射影變換16-18
• 2.1.1 仿射變換16-17
• 2.1.2 單應(yīng)矩陣17-18
• 2.2 攝像機(jī)幾何和單視圖幾何18-20
• 2.2.1 攝像機(jī)內(nèi)參矩陣19
• 2.2.2 攝像機(jī)外參矩陣19-20
• 2.3 兩視圖幾何20-24
• 2.3.1 對(duì)極幾何21-22
• 2.3.2 基礎(chǔ)矩陣22-23
• 2.3.3 本質(zhì)矩陣23-24
• 2.4 基于圖像的渲染24-32
• 2.4.1 不需要幾何參數(shù)的渲染算法25-28
• 2.4.2 需要少量幾何參數(shù)的渲染算法28-30
• 2.4.3 需要大量幾何參數(shù)的渲染方法30-32
• 3 Android手機(jī)端基于三維模型的人臉姿態(tài)實(shí)時(shí)估計(jì)系統(tǒng)32-45
• 3.1 系統(tǒng)概述32
• 3.2 系統(tǒng)框架32-33
• 3.3 基于SfM的三維人臉模型重建33-34
• 3.4 特征點(diǎn)提取34
• 3.5 Ransac篩選34-35
• 3.6 獲取特征點(diǎn)三維坐標(biāo)35-36
• 3.7 優(yōu)化重建效果36-37
• 3.8 基于“顯式形狀回歸”的檢測(cè)人臉特征點(diǎn)的算法37-38
• 3.9 姿態(tài)識(shí)別與增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)38-42
• 3.9.1 求解并優(yōu)化旋轉(zhuǎn)平移矩陣38-39
• 3.9.2 增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)39-42
• 3.10 實(shí)驗(yàn)42-45
• 4 基于保持內(nèi)容的變形算法的虛擬展示系統(tǒng)45-71
• 4.1 系統(tǒng)概述45-46
• 4.2 生成的數(shù)據(jù)集46-48
• 4.2.1 攝像機(jī)內(nèi)外參46-47
• 4.2.2 特征點(diǎn)集47-48
• 4.3 擬合攝像機(jī)運(yùn)動(dòng)軌跡48-52
• 4.3.1 對(duì)三維攝像機(jī)世界坐標(biāo)點(diǎn)擬合一個(gè)平面48-49
• 4.3.2 將三維攝像機(jī)世界坐標(biāo)點(diǎn)投影到平面上49-50
• 4.3.3 對(duì)平面上的二維坐標(biāo)點(diǎn)擬合一個(gè)二維圓50-51
• 4.3.4 把二維圓轉(zhuǎn)換為三維圓51-52
• 4.4 對(duì)極變換52-56
• 4.4.1 求解新視點(diǎn)攝像機(jī)內(nèi)參52-53
• 4.4.2 求解原始視點(diǎn)與新視點(diǎn)之間的基礎(chǔ)矩陣53-54
• 4.4.3 求解極線,并求極線交點(diǎn)54-56
• 4.5 預(yù)處理以及預(yù)變形算法56-57
• 4.6 保持內(nèi)容的變形算法57-60
• 4.6.1 數(shù)據(jù)項(xiàng)(Data Term)57-58
• 4.6.2 相似變換項(xiàng)(Similarity Transformation Term)58-60
• 4.7 紋理映射算法與兩視圖圖像融合60-61
• 4.8 生成最終視頻61-63
• 4.9 實(shí)驗(yàn)63-71
• 4.9.1 真實(shí)數(shù)據(jù)63-65
• 4.9.2 View Morphing,Photosynth,CPW的對(duì)比試驗(yàn)65-68
• 4.9.3 Maya生成的數(shù)據(jù)在CPW算法下的結(jié)果68-71
• 5 總結(jié)與展望71-73
• 5.1 總結(jié)71
• 5.2 展望71-73
• 6 參考文獻(xiàn)73-78
• 作者簡(jiǎn)歷及在學(xué)期間所取得的科研成果78

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 盧冰;計(jì)算機(jī)圖形學(xué)中思維工具的方法論[J];廣西科學(xué)院學(xué)報(bào);2000年03期

2 ;第4屆中國(guó)計(jì)算機(jī)圖形學(xué)大會(huì)(Chinagraph'2002)征文通知[J];軟件學(xué)報(bào);2001年09期

3 吳元斌;應(yīng)宏;劉福明;張成林;;面向編程的方法在計(jì)算機(jī)圖形學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用[J];電腦知識(shí)與技術(shù)(學(xué)術(shù)交流);2007年20期

4 匡平;廖建明;;《計(jì)算機(jī)圖形學(xué)》的教學(xué)認(rèn)知與實(shí)踐[J];實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù);2008年02期

5 王棟;高月芳;朱同林;;“計(jì)算機(jī)圖形學(xué)”課程教學(xué)探討[J];計(jì)算機(jī)教育;2008年14期

6 王增波;;計(jì)算機(jī)圖形學(xué)中的方法論[J];科技信息(科學(xué)教研);2008年19期

7 高志榮;邢光林;;《計(jì)算機(jī)圖形學(xué)》開放式教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與探討[J];現(xiàn)代計(jì)算機(jī)(專業(yè)版);2008年06期

8 嚴(yán)圣華;;《計(jì)算機(jī)圖形學(xué)》教學(xué)模式探討[J];長(zhǎng)江大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)理工卷;2009年02期

9 劉彬;張仁津;唐翠芳;;計(jì)算機(jī)圖形學(xué)實(shí)施研究性學(xué)習(xí)的探索[J];科教文匯(下旬刊);2010年03期

10 汪維華;汪維清;張芳;;《計(jì)算機(jī)圖形學(xué)》教學(xué)中創(chuàng)新思維培養(yǎng)研究[J];長(zhǎng)江大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)理工卷;2010年01期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 張彥娥;王海華;;計(jì)算機(jī)圖形學(xué)研究生基礎(chǔ)教學(xué)的研究探討[A];第十四屆全國(guó)圖學(xué)教育研討會(huì)暨第六屆制圖CAI課件演示交流會(huì)論文集（上冊(cè)）[C];2004年

2 趙明;張馳;;農(nóng)業(yè)院校研究生《計(jì)算機(jī)圖形學(xué)》的教學(xué)改革和文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)[A];中國(guó)農(nóng)業(yè)工程學(xué)會(huì)電氣信息與自動(dòng)化專業(yè)委員會(huì)、中國(guó)電機(jī)工程學(xué)會(huì)農(nóng)村電氣化分會(huì)科技與教育專委會(huì)2010年學(xué)術(shù)年會(huì)論文摘要[C];2010年

3 何援軍;;論計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的若干問題[A];中國(guó)圖學(xué)新進(jìn)展2007——第一屆中國(guó)圖學(xué)大會(huì)暨第十屆華東六省一市工程圖學(xué)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2007年

4 潘革生;何援軍;趙峻穎;;計(jì)算機(jī)圖形學(xué)教學(xué)理念的研究與實(shí)踐[A];中國(guó)圖學(xué)新進(jìn)展2007——第一屆中國(guó)圖學(xué)大會(huì)暨第十屆華東六省一市工程圖學(xué)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2007年

5 韓慧健;劉慧;;計(jì)算機(jī)圖形學(xué)案例教學(xué)體系若干問題研究[A];中國(guó)圖學(xué)新進(jìn)展2007——第一屆中國(guó)圖學(xué)大會(huì)暨第十屆華東六省一市工程圖學(xué)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2007年

6 張銳;遲靜;;計(jì)算機(jī)圖形學(xué)課程設(shè)計(jì)研究與實(shí)踐[A];中國(guó)圖學(xué)新進(jìn)展2007——第一屆中國(guó)圖學(xué)大會(huì)暨第十屆華東六省一市工程圖學(xué)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2007年

7 龔君芳;郭際元;李圣文;黃曉萍;;計(jì)算機(jī)圖形學(xué)課程教學(xué)的改革與實(shí)踐[A];中國(guó)地理信息系統(tǒng)協(xié)會(huì)第四次會(huì)員代表大會(huì)暨第十一屆年會(huì)論文集[C];2007年

8 潘革生;;計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的教學(xué)理念[A];廣西計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)2008年年會(huì)論文集[C];2008年

9 ;中國(guó)計(jì)算機(jī)圖形學(xué)杰出獎(jiǎng)[A];中國(guó)計(jì)算機(jī)圖形學(xué)進(jìn)展2008--第七屆中國(guó)計(jì)算機(jī)圖形學(xué)大會(huì)論文集[C];2008年

10 ;中國(guó)計(jì)算機(jī)圖形學(xué)貢獻(xiàn)獎(jiǎng)[A];中國(guó)計(jì)算機(jī)圖形學(xué)進(jìn)展2008--第七屆中國(guó)計(jì)算機(jī)圖形學(xué)大會(huì)論文集[C];2008年

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 喻思孌;我國(guó)科學(xué)家設(shè)計(jì)出3D打印新方法[N];中國(guó)文化報(bào);2013年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 李海軍;計(jì)算機(jī)圖形學(xué)若干基本算法的實(shí)現(xiàn)研究[D];吉林大學(xué);2008年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 王海鵬;Android手機(jī)端基于圖像的三維姿態(tài)計(jì)算及其計(jì)算機(jī)圖形學(xué)應(yīng)用研究[D];杭州師范大學(xué);2016年

2 何蘋;自動(dòng)微分在計(jì)算機(jī)圖形學(xué)中的應(yīng)用[D];浙江工業(yè)大學(xué);2010年

3 李霞;計(jì)算機(jī)圖形學(xué)教學(xué)實(shí)驗(yàn)輔助系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];中國(guó)海洋大學(xué);2009年

4 單會(huì)秋;計(jì)算機(jī)圖形學(xué)中的二維裁剪算法研究[D];遼寧師范大學(xué);2005年

5 王亞娟;計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用[D];新疆師范大學(xué);2008年

6 張茂森;基于物理屬性和計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的形變、斷裂虛擬感仿真[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2006年

7 張亮;計(jì)算機(jī)圖形學(xué)中的三維圖形技術(shù)在飛行器實(shí)時(shí)顯示上的應(yīng)用[D];廈門大學(xué);2014年

8 邢連萍;度量測(cè)度在計(jì)算機(jī)圖形學(xué)中的應(yīng)用[D];天津大學(xué);2007年

9 駱帝勇;基于VML的計(jì)算機(jī)圖形學(xué)在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)[D];貴州師范大學(xué);2008年

10 陳洋;多媒體項(xiàng)目制作與人才培養(yǎng)[D];河北師范大學(xué);2013年

  本文關(guān)鍵詞：Android手機(jī)端基于圖像的三維姿態(tài)計(jì)算及其計(jì)算機(jī)圖形學(xué)應(yīng)用研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：298736