[发明专利]3D人体姿态捕捉模仿系统

权利要求书

1.3D人体姿态捕捉模仿系统，其特征在于：包括人体动作捕捉模块、人体关节点识别和人体姿态处理模块、人体姿态显示模块；其中人体动作捕捉模块包括RGB摄像头、红外发射器、红外接收器；所述RGB摄像头负责采集摄像头环境信息，生成数据帧通过通讯模块传送给人体关节点识别和人体姿态处理模块进行处理，产生可见光图像；所述红外发射器负责发出固定模式的激光散斑；所述红外接收器负责接收红外光，生成红外光图像数据帧通过通讯模块传给人体关节点识别和人体姿态处理模块进行处理，产生红外光图像；将红外光图像每一个像素的散斑图案与标定用的红外光图像对应像素的散斑图案进行互相关运算，取标定用相关性最高的像素的深度值作为此像素的深度值，即得到场景深度图；在可见光图像中，利用人脸识别技术识别出人脸位置，然后利用人体骨架几何模型，估计人体位置，获取人体姿态轮廓图；所述人体姿态显示模块通过通讯模块与人体关节点识别和人体姿态处理模块连接，获取人体关节点识别和人体姿态处理模块的数据命令，按照人体关节点识别和人体姿态处理模块的指令实时显示人体姿态和动作。

2.如权利要求1所示的3D人体姿态捕捉模仿系统，其特征在于：其中人体关节点识别和人体姿态处理模块包括数据存储单元、工作模式选择单元、数据处理单元；工作模式选择单元中包括捕捉模仿人体姿态工作模式和模仿显示人体姿态工作模式，每种工作模式下人体姿态处理方式不同：

捕捉模仿人体姿态工作模式为：人体关节点识别模块获得人体关节点空间分布信息，关节点的坐标是实际物理空间坐标，首先将实际物理坐标系中的人体关节点坐标转化为三维立体显示器中坐标系的空间坐标，将转换后的关节点连接起来以组成完整的人体骨架；获得人体骨架后，对人体骨架进行修饰、校正，使人体姿态更加生动形象；最后控制器对数据进行融合，按三维立体显示器显示所需的格式通过通讯模块发送人体姿态数据指令。

模仿显示人体姿态工作模式为：将要显示的人体姿态或者动作按照三维立体显示器能够显示的要求存储在存储空间或者数据文本中，人体关节点识别和人体姿态处理模块调用这些数据通过通讯模块发送给三维立体显示器进行显示。

3.如权利要求1或2所示的3D人体姿态捕捉模仿系统，其特征在于：其中固定模式的激光散斑是光线通过一组衍射光栅后得到的，保证了即使空间任意两点的散斑图案不相同也能够对整个空间进行标记；用散斑图案记录整个空间，即进行光源标定。

4.如权利要求3所示的3D人体姿态捕捉模仿系统，其特征在于：其中光源标定的方法为：每隔一段距离，取一个参考平面，生成一幅红外光图像，图像上每一个像素都有散斑图案，同时对应地生成一幅深度图，深度图的每一个像素深度值与红外光图像对应像素的散斑图案对应。

5.如权利要求1或2所示的3D人体姿态捕捉模仿系统，其特征在于：人体姿态显示模块包括三维立体显示器，该显示器由M×N×P个LED灯组成，每个LED灯分为点亮和熄灭两种状态，通过LED灯的点亮组成图案来显示人体姿态。

6.如权利要求1或2所示的3D人体姿态捕捉模仿系统，其特征在于：红外发射器、RGB摄像头、红外接收器封装在一起，共用一个三维立体空间坐标系O-XYZ，这样获取的人体关节点坐标是实际物体空间O-XYZ的物理坐标。

7.如权利要求5所示的3D人体姿态捕捉模仿系统，其特征在于：每一个LED点亮代表一个关节点，保证人体姿态显示的实时更新。