[发明专利]基于运动特征的人体运动插值计算方法

摘要

本发明公开了基于运动特征的人体运动插值计算方法，属于图像处理技术领域。本发明的技术方案具体包括：1.对高维人体运动数据进行降维处理。2.提取运动特征。3.计算过渡窗口长度。4.生成过渡动画。通过基于运动特征的人体运动插值窗口长度计算，着重解决在人体运动插值中，过渡窗口选择复杂，通用性差，生成过渡动画跳帧、漏帧的问题。

主权项

1.一种基于运动特征的人体运动插值计算方法，其特征在于：包括如下步骤：1.对高维人体运动数据进行降维处理（1）对于一个长度为n帧的运动序列计算平均值M_avgMcvg=1nΣt=1nMi]]>（2）定义一个差值di=Mi–Mavg(i=1,2,...,n),可得到一个矩阵D：D＝[d₁,...，d_n]（3）计算协方差矩阵:C=1nΣt=1ndidtT=1nDDT,]]>因为C为半正定矩阵，对其进行对角化，得：C＝VΛV^T其中，Λ=diag(λ1,λ2,…,λm)，VVT=1，假设C的秩为p，那么C有p个非零特征值，记为λ1≥λ2≥…≥λp>0，按照特征值的大小依次排列，取前k个特征值所对应的特征向量v1,v2,…,vk作为我们的投影方向，那么对于任何一帧运动Mi=x，计算yi=xTvi，i=1,2,…,k,我们就可以用[y1,y2,…,yk]^T来表示Mi，这样就可以将数据从m维降到k维；2.提取运动特征使用上部中降维得到的原始数据在k维空间的低维映射绘制人体运动数据在k维空间下的特征曲线，根据生成的人体运动数据低维特征曲线与原始运动状态对比可以得到在低维特征曲线转折处就是高维空间中人体运动姿态的改变处，低维特征曲线上这些转折点提取出来；3.计算过渡窗口长度根据所绘制的低维特征曲线和提取的转折点，在需要进行插值构建过渡动画的2段运动的Mi和Mi+1的跳转点位置，分别向前或向后取离跳转点最近的一个特征曲线转折点，跳转点和求得的特征曲线转折点之间即为过渡窗口，此窗口内包含的帧数即为过渡区间长度。4.生成过渡动画将经过基于运动特征提取的过渡窗口内数据作为插值的原始数据集，假设其分别为数据集A[F₁,F₂,…,F_n]和数据集B[F₁,F₂,…,F_n]，其中，F_i表示数据集中的一帧数据，其可表示为：F(i)={T,R₁,R₂,…,R_k}，在上面的公式中，T为当前人体的根关节点，R为其余关节点，k为当前人体骨架结构包含的除根关节点外的关节点总数。对数据集A[F₁,F₂,…,F_n]和数据集B[F₁,F₂,…,F_n]中每一组相对应的帧F_i，对当前帧F_i上相对应的关节点R_k使用线性插值算法得到插值点，使用这些插值点合成一帧新的数据，以此类推，最终完成过渡动画的构建。