結合頭-肩三維模型的二維人體關節(jié)點跟蹤方法研究.pdf

1、人體運動跟蹤是人體運動分析中一個積極而又重要的研究領域，而人體關節(jié)點跟蹤又是人體運動跟蹤的重要組成部分。本文的研究內(nèi)容正是跟蹤人體全身14個關節(jié)點。
　　本文首先建立人體骨架二維模型進行嘗試性實驗跟蹤人體全身關節(jié)點，基于該模型的跟蹤方法使用粒子濾波器來完成跟蹤，而利用粒子濾波在進行多目標跟蹤時極易產(chǎn)生“粒子爆炸”問題，由此引入分塊采樣的策略來優(yōu)化跟蹤算法。而在單純使用顏色信息進行直方圖匹配時，容易產(chǎn)生因為各粒子之間過于自由而出現(xiàn)的

2、“收縮”現(xiàn)象，本研究工作中獨創(chuàng)性的提出利用人體生理信息的自定義肢體距離約束，通過該約束來限制并減小這種現(xiàn)象的發(fā)生。盡管如此，基于該模型的跟蹤頭部誤差還是很明顯的，而且這種誤差在自頂向下的跟蹤策略中不斷累積并傳播，無形中增大了其他關節(jié)點的跟蹤誤差。由此激發(fā)出一個對頭部進行特殊跟蹤處理的想法。
　　接下來，本文提出了一個基于三維模型的頭部跟蹤方法。該跟蹤方法首先仍是建立可以反映人體頭部生理結構特征不同于任何其它模型的頭-肩三維模型，三

3、維模型向平面投影即可獲得二維圖像模板，基于頭-肩三維模型的方法正是通過匹配圖像觀測與二維模板而完成跟蹤的。該跟蹤算法無需任何初始化過程，在匹配之前，對圖像觀測通過背景差分、二值化及邊緣檢測的方法來獲得包括人體頭部區(qū)域的ROI區(qū)域；匹配時利用邊緣信息構造相似度計量函數(shù)。
　　最后，本文將頭-肩三維模型整合到骨架二維模型中構造混合雙模型，完成基于混合雙模型的人體關節(jié)點跟蹤。其中，利用頭-肩三維模型的跟蹤方法跟蹤頭和雙肩關節(jié)點，將跟蹤結