基于Kinect的人体三维重建研究

来源 :三峡大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:luoqh163
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
三维建模是当前计算机视觉、虚拟现实技术以及图形学领域的重要研究课题之一,如何实现三维模型的快速重建是现如今研究的热门课题。由于三维人体模型广泛应用于3D电影、3D游戏、虚拟现实和医学等各个领域,因此,对人体三维重建的研究越来越引起人们的重视。在人体三维重建过程中,对应点集的选取以及对应点集的数量,直接影响到点云配准的精度和速度。因此,考虑如何确定对应点集,降低对应点集的数量,成为了三维重建过程中的重点和难点。  在对人体进行三维扫描时,主要利用激光三维扫描仪、拍照式三维扫描仪等三维扫描设备,这些设备操作方法简单,扫描精度高,但其价格昂贵,且设备较大,不易于便携式的操作。因此,本文利用微软公司推出的Kinect体感设备对人体进行三维扫描。该设备成本低廉、携带轻便,并且能够获取人体的RGB图像、深度数据以及人体的骨骼点数据。  本文针对人体点云三维重建的点云配准问题,进行了以下三个方面的研究:  一、根据Kinect传感器能够获取人体深度数据和人体骨骼关节点数据的特点,以及在不同视角下同一人体对象的骨骼不变的特性,提出一种基于人体骨骼的配准(HSR)方法。在人体对应点集的选取过程中,将人体骨骼点数据作为待匹配的对应点集,降低对应点集的数量,提高人体点云配准的速度。  二、利用HSR方法对本文采集的人体实验数据进行点云配准,能够降低计算复杂度,提高点云配准效率。首先,通过Kinect传感器对人体进行多角度(大于两个角度)的深度数据和骨骼点数据的采集。然后利用距离阈值分割的方法对人体深度数据进行预处理,同时利用均值化的方法对骨骼点坐标进行均值处理。最后,利用经典的ICP算法以及本文提出的HSR方法对实验数据进行点云配准,并通过配准结果及配准所花时间进行对比和分析。实验结果表明,HSR算法在保证配准精度的前提下,能大大降低配准时间,提高配准效率。  三、在利用HSR方法对人体进行点云配准的基础上,减少Kinect对人体进行数据采集的角度,更加有效的提高人体三维重建的速度和效率。首先,利用Kinect仅对人体正前面和正后面两个角度进行数据采集,减少人体点云数据采集的角度和次数。然后利用距离阈值分割的方法对人体深度数据进行预处理,同时利用均值化的方法对骨骼点坐标进行均值处理。最后,利用本文提出的HSR方法对人体点云数据进行配准,实现人体点云模型的三维重建。实验结果表明,在保证配准精度的前提下,仅采用人体正前面及正后面两个角度的数据采集,能够较大程度地减少数据采集次数,降低数据采集量,实现人体模型的快速三维重建。
其他文献
全局优化问题渗透于人们生活的各个方面,根据有无约束条件分为带有约束的全局优化问题与无约束全局优化问题,本文对连续型无约束全局优化问题进行讨论。目前求解全局优化问题的
软件技术的不断发展、规模的不断增大和复杂,造成了软件在管理和维护方面压力的增加,使得软件缺乏足够的健壮性。软件的开发不再是一切从零开始,而是应该充分利用已有的可用软件
真实感绘制技术被广泛运用于各个领域,如影视特技、广告动画、建筑CAD等,而采样又是真实感绘制中很重要的一部分。采样也分为很多方法,本文研究基于双向反射分布函数(BRDF)的重
遥感影像变化检测技术是指通过分析在同一地区不同时间获得的两幅影像来辨识其变化信息。随着当代科学技术水平的不断发展和提高,遥感影像变化检测技术已经成为更新基础地理数
业务流程建模是企业运用工作流技术构建企业运营系统的一个重要环节。当前,企业所处的经营环境比以往更加复杂,市场环境瞬息万变,企业面临着要应对经营环境改变的压力。企业
诸多全基因组测序项目结果表明,哺乳动物的基因组中存在非编码RNA的转录。进一步的研究表明,这些非编码RNA在很多生命活动过程中起着重要的作用。近年来关于非编码RNA的研究主
随着人类基因组计划的顺利完成,遗传疾病致病基因的预测成为生物信息学中一个重要的研究课题。致病基因的预测对于生物实验的实施,改善医疗护理延长病人存活周期和药物靶标的发
一幅图像常常既包含潜在的理想结构,也包含一些随机噪声或人为干扰。前者是要检测和描述的,而后者是希望去除的。由于图像预处理的结果直接关系到后续的图像处理效果,如图像
目前互联网技术的发展提高了互联网的业务实现能力,而Deep Web的出现使得互联网更易用且更有价值,用户填写表单、提交请求即可从Deep Web后台数据库中获取结构化的有效信息。但
传统风格的卡通动画具有很强的表现力和非常丰富的艺术内涵,在今天仍然深受人们的喜爱,有着非常广阔的市场前景。但传统风格的卡通动画制作主要依靠动画师用手工方式绘制大量的