[发明专利]一种大规模人群行为辅助规划方法

说明书

本发明涉及一种大规模人群行为辅助规划方法，包括以下步骤：S1设计人群行为效果视频；S2对表现人群行为效果的视频进行动态帧采样；S3根据采样得到的每个采样帧，生成对应的点位，使得每幅图像所有点位数量等于用户预先设置的人群个体数量NUM；S4建立每两帧相邻采样帧之间的点位坐标映射关系；S5根据采样帧对应的时间、点位坐标以及采样帧之间的点位坐标映射关系，获得每个人群个体在行为过程中的坐标及变换，从而得到人群行为方案。本发明提供了从创意视频到大规模人群行为规划的全过程自动化解决方案，设计方案合理，硬件利用效率高。

技术领域

本发明涉及一种人群行为规划方法，特别涉及一种大规模人群行为辅助规划方法。

背景技术

现阶段，计算机技术和仿真系统已经广泛应用于对大规模人群的位置及行为规划，例如专业编排导演设计的大型人群表演。

现有的支持大型人群表演编排设计的系统主要有北京理工大学的“大型广场文艺表演的虚拟编排原型系统”(丁刚毅等，系统仿真学报，2008年9月)，浙江大学的“团体操虚拟编排与演练原型系统”(纪庆革，学位论文)，哈尔滨工业大学的“大型广场文艺表演虚拟编队系统”(郭妍，学位论文)。这些系统对表演人群的规划设计都是通过图像的形式来实现的。导演的创意以图像的形式来体现，仿真编排系统根据不同图像生成点位，并且规划人群个体在不同点位之间进行变换的路径，从而实现对人群行为的规划设计。

随着计算机技术和动画技术的发展，导演创意加入了越来越多的动态元素，例如可以表现一棵树从发芽到生长的过程。对于这样的复杂动态创意，更适合以视频的形式表现创意效果。通过视频创意转换为最终的大规模人群行为，现有系统中还未见有完整的公开技术方案。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种大规模人群行为辅助规划方法，包括以下步骤：

S1设计人群行为效果视频；

S2对表现人群行为效果的视频进行动态帧采样，帧采样间隔SI＝min(I_hash,c)；其中C为用户设置的一个常数，表示视频内容变化平缓时的最大采样帧间隔；I_hash为动态帧间隔，表示满足两个采样帧之间的哈希距离不大于阈值T_hash的最大帧间隔，T_hash由用户预先设置；

S3根据采样得到的每个采样帧，生成对应的点位，使得每幅图像所有点位数量等于用户预先设置的人群个体数量NUM；

S4建立每两帧相邻采样帧之间的点位坐标映射关系；

S5根据采样帧对应的时间、点位坐标以及采样帧之间的点位坐标映射关系，获得每个人群个体在行为过程中的坐标及变换，从而得到人群行为方案。

根据本发明实施例的一种具体实现方式，步骤S4建立每两帧相邻采样帧之间的点位坐标映射关系的方法为：

以每两帧相邻采样帧点位图之间顶点的欧几里得距离为边权建立完全二分图，在完全二分图中通过最小权匹配算法实现顶点间的最优匹配。

根据本发明实施例的一种具体实现方式，步骤S4建立每两帧相邻采样帧之间的点位坐标映射关系的方法为：

S41对两帧相邻采样帧点位图使用相同的方法选取种子进行邻域生长，通过同样的阈值控制生长区域包含个体的数量；

S42对点位图中划分好的区块邻域，以区块中心做为顶点位置，将点位图由区块集合转化为顶点集合；

S43以转换后点位图间区块顶点的欧几里得距离为边权建立完全二分图，在完全二分图中通过最小权匹配算法实现区块集合间的最优匹配；

S44降低区域生长阈值标准，对所有已匹配的子区块重复步骤S41至步骤S44进行下一层级区块划分，直到每个区块都只包含一个个体；