[发明专利]运动捕获系统中基于PCA的标记点标识初始化方法

摘要

本发明公开了一种运动捕获系统中基于PCA的标记点标识初始化方法，首先构建一个能够描述人体骨架结构的类骨架模型；然后使用至少两路相机同步采集相应的图像数据；对各个视点获得的图像进行二值化处理和聚类分析，得到标记点；计算出标记点分布的两个主轴作为新坐标系的两个坐标轴；将标记点坐标变换到新坐标系下；将变换后的标记点投影到两个主轴上，得到二维点集序列，在骨架模型约束关系下，根据投影点集坐标顺序获取投影点集与关节点的对应关系，得到各个标记点的人体学骨骼信息，并将此识别出的标记点和关节的对应关系作为跟踪算法的初始姿态。本发明可将标记点初始化的大量工作自动化，提高了运动捕获系统初始阶段的效率。

主权项

运动捕获系统中基于PCA的标记点标识初始化方法，其特征在于包括下述步骤：(1)描述粘贴于人体各个关节处的标记点之间的骨骼段长度约束关系和各个标记点在类骨架模型中的父子节点约束关系，构建一个能够描述人体骨架结构的类骨架模型；(2)令表演者保持简单的预定初始状态：双臂伸展，两腿并拢，挺直站立，至少两路相机同步采集相应的图像数据，保证至少有两路相机可以看到全部的标记点；(3)对各个视点获得的图像进行二值化处理，采用k‑means算法对二值化所得结果进行聚类分析，得到的聚类中心即为要标识的标记点；(4)在上述各视点获取的多幅二维图像中，通过PCA分析方法计算出步骤(3)中检测出的标记点分布的两个主轴，分别是臂展方向与躯干方向，作为新坐标系的两个坐标轴；(5)将步骤(3)检测到的标记点坐标变换到步骤(4)形成的新坐标系下；(6)将(5)得到的变换后的标记点投影到两个主轴上，得到二维点集序列，在骨架模型约束关系下，根据投影点集坐标顺序获取投影点集与关节点的对应关系，得到各个标记点的人体学骨骼信息，并将此识别出的标记点和关节的对应关系作为跟踪算法的初始姿态。