[发明专利]三维标记点序列的跟踪方法及其系统

权利要求书

1.一种三维标记点序列的跟踪方法，其特征在于，包括：

步骤1，读取观测对象的人体链状结构模型，确定所述人体链状结构模型中的刚体以及每个刚体上的特征点；

步骤2，通过运动捕捉获得观测对象的运动图像的帧，每一帧具有多个图像，每一个图像对应于一个运动捕捉中的采集摄影机，所述图像中具有所述帧的二维标记点，第一帧具有已识别三维标记点；

步骤3，将前一帧的已识别三维标记点在当前帧的图像中投影，所述已识别三维标记点同特征点对应，依据所述投影在当前帧中搜素出特征点对应的二维标记点，由所述二维标记点重构出特征点在当前帧中的候选三维标记点，所述候选三维标记点组成所述刚体的候选标记点集合；

步骤4，对于每个刚体，从所述刚体的候选标记点集合中枚举出标记点组合，计算标记点组合对应的标注似然函数值，保留最大的标注似然函数值对应的标记点组合，识别所述标记点组合中的候选三维标记点为所述刚体中特征点在当前帧中的三维标记点。

2.如权利要求1所述的三维标记点序列的跟踪方法，其特征在于，

所述步骤3进一步为，

步骤21，将前一帧的已识别三维标记点在当前帧的图像中投影；

步骤22，在投影周围的预设范围内搜索当前帧的二维标记点，搜素出的二维标记点对应于所述已识别三维标记点对应的特征点；

步骤23，依据极几何约束对所述二维标记点进行匹配，重构出所述特征点在当前帧中对应的候选三维标记点，同一刚体的特征点的候选三维标记点组成所述刚体的候选标记点集合。

3.如权利要求1所述的三维标记点序列的跟踪方法，其特征在于，

所述步骤4还包括：

步骤31，在枚举前，从所述候选标记点集合中除去不符合约束条件的候选三维标记点；

所述约束条件为同一刚体中的特征点对应三维标记点间距离满足第一预设范围，同一特征点对应三维标记点在相邻帧中的位移满足第二预设范围。

4.如权利要求1所述的三维标记点序列的跟踪方法，其特征在于，所述方法还包括：

步骤5，如果在当前帧中存在丢失的三维标记点，则根据当前帧中已识别出的三维标记点建立候选补充三维标记点集合；所述丢失的三维标记点同刚体上在当前帧中未被识别出的特征点对应；

步骤6，依据所述标注似然函数从所述候选补充三维标记点集合中选择同刚体中未被识别的特征点对应的三维标记点。

5.如权利要求4所述的三维标记点序列的跟踪方法，其特征在于，所述步骤6进一步包括：

步骤51，从在当前帧中具有未被识别出特征点的刚体中，选择具有最多在当前帧中已被识别出特征点的刚体；

步骤52，对于选出的所述刚体，通过所述标注似然函数从所述候选补充三维标记点集合中选择所述刚体中未被识别的特征点对应的三维标记点；

步骤53，重复所述步骤51，直至所有拥有候选补充三维标记点的刚体的特征点都对应有已识别三维标记点。

6.如权利要求4所述的三维标记点序列的跟踪方法，其特征在于，

对于一个当前帧丢失的三维标记点，所述丢失的三维标记点对应的特征点所在的刚体为对象刚体，如果所述对象刚体上至少有一个特征点在当前帧中具有已识别三维标记点，则所述步骤5进一步包括：

步骤61，在当前帧的所有图像中搜索尚未用于重构已识别的三维标记点的二维标记点；

步骤62，对于每个二维标记点，计算所述二维标记点的从所述二维标记点所在图像对应的摄像机光心出发的三维反投影光线；

步骤63，以对象刚体具有的一个已识别三维标记点为球心，以前一帧中分别同所述已识别三维标记点和所述丢失的三维标记点对应的已识别三维标记点之间的距离为半径，将所述球心和所述半径确定的球面上同所述三维反投影光线的交点放入候选补充三维标记点集合。