基于SMPL模型的三維人體建模及其應用研究
發(fā)布時間:2021-01-22 03:50
三維人體建模技術在游戲開發(fā)、影視動畫制作、虛擬試衣等領域都有著廣闊的應用前景。由于人體結構復雜多變、表面的非剛體運動較多,目前高精度的三維人體建模方法主要依賴于復雜且昂貴的多視角相機系統(tǒng)或激光掃描儀來進行數(shù)據(jù)采集與處理。隨著SMPL模型的提出,利用該模型所提供的人體先驗約束可以將復雜的三維重建問題轉化為一系列參數(shù)的優(yōu)化求解問題,因此如何利用SMPL模型提供的約束來對人體進行有效、便捷的三維數(shù)字化建模成為了學者們不斷探討的問題。在上述背景下,本課題圍繞基于SMPL模型的三維人體建模這一主題,主要研究如何利用單個傳感器設備采集的不完整信息來對模型參數(shù)進行優(yōu)化求解,具體工作可總結如下:(1)基于單幅RGB圖像的三維人體姿態(tài)建模。為了解決現(xiàn)有的基于SMPL模型的人體姿態(tài)建模算法容易出現(xiàn)誤差、模型參數(shù)估計不準確等問題,本文將基于優(yōu)化和基于深度學習的姿態(tài)建模算法相結合:首先利用深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡從圖像中提取模型參數(shù)作為初始值,隨后利用人體輪廓、二維關節(jié)點、人體身高等約束來對模型參數(shù)進一步優(yōu)化求解,從而得到更加精確的人體三維姿態(tài)和體型。為了驗證所提方法的有效性,將同類算法在真實數(shù)據(jù)和公開數(shù)據(jù)集上進行了...
【文章來源】:陜西科技大學陜西省
【文章頁數(shù)】:78 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖2-1相機成像模型??Fig.?2-1?Camera?imaging?model??
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【參考文獻】:
期刊論文
[1]三維人體模型姿態(tài)與形狀重構[J]. 曾志超,李桂清,鄒歆儀,王宇攀,聶勇偉. 計算機輔助設計與圖形學學報. 2019(09)
[2]基于全局配準累積誤差極小的人體RGB-D數(shù)據(jù)三維重建[J]. 孫瑜亮,繆永偉,鮑陳,夏海浜,張旭東,陳佳舟. 計算機輔助設計與圖形學學報. 2019(09)
[3]基于OpenPose-slim模型的人體骨骼關鍵點檢測方法[J]. 汪檢兵,李俊. 計算機應用. 2019(12)
[4]快速非剛體人體運動三維重建[J]. 李詩銳,郝優(yōu),墨瀚林,李琪,呂永春,王向東,李華. 計算機輔助設計與圖形學學報. 2018(08)
[5]采用彩色光度立體法的動態(tài)物體全局三維數(shù)字化[J]. 李健,馬文,馬泳潮. 陜西科技大學學報(自然科學版). 2015(03)
[6]局部表面擬合的點云模型法向估計及重定向算法[J]. 王醒策,蔡建平,武仲科,周明全. 計算機輔助設計與圖形學學報. 2015(04)
碩士論文
[1]基于Kinect單次拍攝數(shù)據(jù)準確估計人體全身體型與姿態(tài)的研究[D]. 楊繼魁.安徽大學 2019
[2]基于光度信息的三維數(shù)字化研究與實現(xiàn)[D]. 張博文.陜西科技大學 2019
[3]基于Kinect的動態(tài)非剛性體三維數(shù)字化研究[D]. 杜希瑞.陜西科技大學 2017
[4]單相機動態(tài)三維人體重建[D]. 朱海宇.南京大學 2017
[5]基于多視圖的魯棒人體三維重建[D]. 周立陽.浙江大學 2016
本文編號:2992495
【文章來源】:陜西科技大學陜西省
【文章頁數(shù)】:78 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖2-1相機成像模型??Fig.?2-1?Camera?imaging?model??
?陜西科技大學碩士學位論文??? ̄U ̄]?dx?"「/?0?0?0]?Xc「乂?0?叫???zc?V?=?0?v0?〇?/?〇?〇?3c?=?〇?fv?Vn?^??ay?z?z??L1」〇?〇?,?[°?0?1?°」M?L〇?°?丨?1丨1??p?“。]?M?MM??=0?/?v0?[/??/]?A?=KT?yK?=M?yw?(2-6)??h???I」⑴匕⑴??其中M為投影矩陣,即三維空間中的一點與圖像中一點的直接轉換關系;矩陣M??又可分為外參矩陣F和內參矩陣灰,外參矩陣T表示了世界坐標系與相機坐標系的轉換??關系,內參矩陣炎表示了相機坐標系和像素坐標系的關系;內參矩陣又由表示圖像平面??與相機鏡頭的距離/和相機光軸在圖像坐標系中的偏移量構成。這兩項參數(shù)通常??由相機生產(chǎn)廠商提供,但由于相機在生產(chǎn)中往往會出現(xiàn)一定誤差,所以利用相機拍攝的??數(shù)據(jù)進行三維重建工作前要進行相機標定操作,即重新計算相機內外參數(shù)。??(5)畸變??T""",T""""I?????''I?!?- ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄;?—廣■?—??—^???—^---L-?iFFFFTffl!??,蘭?__?ill??.......-H...............ttttuiti??(a)正常圖像?(b)桶形畸變?(c)枕形畸變??圖2-2徑向畸變??Fig.?2-2?Radial?distortion??垂直平面i?f?I?!??i?f?!??攝像頭傳感器?丨?!??圖2-3切向畸變??Fig.?2-3?Tangential?distortion??12??
?陜西科技大學碩士學位論文??? ̄U ̄]?dx?"「/?0?0?0]?Xc「乂?0?叫???zc?V?=?0?v0?〇?/?〇?〇?3c?=?〇?fv?Vn?^??ay?z?z??L1」〇?〇?,?[°?0?1?°」M?L〇?°?丨?1丨1??p?“。]?M?MM??=0?/?v0?[/??/]?A?=KT?yK?=M?yw?(2-6)??h???I」⑴匕⑴??其中M為投影矩陣,即三維空間中的一點與圖像中一點的直接轉換關系;矩陣M??又可分為外參矩陣F和內參矩陣灰,外參矩陣T表示了世界坐標系與相機坐標系的轉換??關系,內參矩陣炎表示了相機坐標系和像素坐標系的關系;內參矩陣又由表示圖像平面??與相機鏡頭的距離/和相機光軸在圖像坐標系中的偏移量構成。這兩項參數(shù)通常??由相機生產(chǎn)廠商提供,但由于相機在生產(chǎn)中往往會出現(xiàn)一定誤差,所以利用相機拍攝的??數(shù)據(jù)進行三維重建工作前要進行相機標定操作,即重新計算相機內外參數(shù)。??(5)畸變??T""",T""""I?????''I?!?- ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄;?—廣■?—??—^???—^---L-?iFFFFTffl!??,蘭?__?ill??.......-H...............ttttuiti??(a)正常圖像?(b)桶形畸變?(c)枕形畸變??圖2-2徑向畸變??Fig.?2-2?Radial?distortion??垂直平面i?f?I?!??i?f?!??攝像頭傳感器?丨?!??圖2-3切向畸變??Fig.?2-3?Tangential?distortion??12??
【參考文獻】:
期刊論文
[1]三維人體模型姿態(tài)與形狀重構[J]. 曾志超,李桂清,鄒歆儀,王宇攀,聶勇偉. 計算機輔助設計與圖形學學報. 2019(09)
[2]基于全局配準累積誤差極小的人體RGB-D數(shù)據(jù)三維重建[J]. 孫瑜亮,繆永偉,鮑陳,夏海浜,張旭東,陳佳舟. 計算機輔助設計與圖形學學報. 2019(09)
[3]基于OpenPose-slim模型的人體骨骼關鍵點檢測方法[J]. 汪檢兵,李俊. 計算機應用. 2019(12)
[4]快速非剛體人體運動三維重建[J]. 李詩銳,郝優(yōu),墨瀚林,李琪,呂永春,王向東,李華. 計算機輔助設計與圖形學學報. 2018(08)
[5]采用彩色光度立體法的動態(tài)物體全局三維數(shù)字化[J]. 李健,馬文,馬泳潮. 陜西科技大學學報(自然科學版). 2015(03)
[6]局部表面擬合的點云模型法向估計及重定向算法[J]. 王醒策,蔡建平,武仲科,周明全. 計算機輔助設計與圖形學學報. 2015(04)
碩士論文
[1]基于Kinect單次拍攝數(shù)據(jù)準確估計人體全身體型與姿態(tài)的研究[D]. 楊繼魁.安徽大學 2019
[2]基于光度信息的三維數(shù)字化研究與實現(xiàn)[D]. 張博文.陜西科技大學 2019
[3]基于Kinect的動態(tài)非剛性體三維數(shù)字化研究[D]. 杜希瑞.陜西科技大學 2017
[4]單相機動態(tài)三維人體重建[D]. 朱海宇.南京大學 2017
[5]基于多視圖的魯棒人體三維重建[D]. 周立陽.浙江大學 2016
本文編號:2992495
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