[发明专利]一种人体动作数据的空间轨迹检索方法

权利要求书

1.一种人体动作数据的空间轨迹检索方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，人体动作结构模型定义：对人体关节模型进行动作相关性层次分解，形成了包含五个子结构的人体动作结构模型，包括以左髋为子结构根节点的一个子结构、以右髋为子结构根节点的一个子结构、以及以胸部关节为子结构根节点的三个子结构；

步骤2，离线动作特征树生成：对于人体动作库中的每一个动作，根据人体动作结构模型，计算关节相对于所属子结构根节点关节的空间轨迹曲线并提取空间轨迹曲线的特征作为该关节的动作特征，所述人体动作库是包含各种人体动作的数据库，每个人体动作由一组连续帧的动作数据构成；根据人体动作结构模型中五个子结构的层次定义，对提取的动作特征进行聚类，生成了包含五个动作特征子树的动作特征树；

步骤3，在线动作数据检索：用户提交检索示例，并指定检索关节，所述的检索示例为表示人体动作的数据；根据指定的检索关节以及人体动作结构模型得到检索树，所述检索树由一组检索子树构成，所述检索子树指人体动作结构模型中从子结构的根节点关节到检索关节之间的途径关节构成的子树；计算检索示例在检索子树中的关节相对于检索子树根节点关节的空间轨迹曲线并提取空间轨迹曲线的特征作为该关节的动作特征；由检索树和动作特征树，按照关节的层次关系自顶向下依次进行特征相似度计算，对最终相似度由高到低排序后将结果动作返回。

2.根据权利要求1所述的一种人体动作数据的空间轨迹检索方法，其特征在于，所述步骤2具体包括以下步骤：

步骤21，空间轨迹曲线计算：对于人体动作库中每一个动作，根据人体关节模型中关节的偏移量坐标和每一帧动作数据中各个关节的旋转欧拉角，计算每个关节相对于所属子结构根节点关节的三维坐标；对于每一个关节，按照帧号顺序排列构成三维坐标集合，所述三维坐标集合构成一个动作中该关节相对于所属子结构根节点关节的空间轨迹曲线，三维坐标集合中的每一个三维坐标对应的点都是该空间轨迹曲线的一个采样点；

步骤22，动作特征提取：对于人体动作库中每一个动作，由动作中每个关节相对于所属子结构根节点关节的空间轨迹曲线，分别对每个关节计算具有平移、缩放以及旋转不变性的9个几何不变矩特征；

步骤23，动作特征聚类：以人体动作库中的所有动作为聚类对象，对人体动作结构模型中的五个子结构，分别按照子结构中关节的层次关系，使用本层关节的几何不变矩特征为聚类向量，使用自适应模糊C均值聚类方法，自顶向下构建动作特征子树，对应人体根关节的节点是动作特征树的根节点，将根节点指向生成的五个动作特征子树，则构成了动作特征树。