基于谱嵌入与特征点的三维人体配准技术研究

发布时间：2023-03-26 17:59

　　近年来,随着计算机图形学的蓬勃发展,三维建模技术开始广泛应用于虚拟现实、电影动画特效制作等各个领域中。三维配准技术是三维重建的一个重要问题,点云配准算法的设计直接影响到匹配的精度、速度与模型采集等各个方面。在获取三维人体模型数据时,成像传感设备难以在短时间内得到人体点云数据,随着模型采集时间延长,人体必定发生不同程度的形变。比如,身体部位倾斜、肢体动作的改变等等。因此需要通过非刚性配准算法对采集得到的不同视角下的三维模型进行配准,进而得到更加完整的三维人体模型。为了获得配准后真实自然的人体配准模型,本文给出了一种基于谱嵌入与特征点提取相结合的三维人体非刚性配准的处理流程。首先,本文使用深度采集设备获得了真实的不同的人体动作,并对采集的点云数据进行去噪和精简处理。然后,通过拟合曲面的方法迭代搜索全部点云数据的曲率极值点,将曲率值与阈值比较得到模型的所有特征点。然后,使用谱嵌入算法进行模型间对应关系的计算。最后,选择曲率值较高的特征点作为控制点,根据谱嵌入算法计算得到数据匹配点之间的对应关系,使用控制点和薄板样条函数驱动整体三维模型的变化,从而完成三维人体模型的配准。针对配准过程中人体发生...

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 模型配准的国内外研究现状
        1.2.1 对应关系计算的国内外研究现状
        1.2.2 非刚性配准算法的国内外研究现状
    1.3 本文工作内容及特点
    1.4 本文组织结构
第二章 相关工作研究
    2.1 三维模型的获取和存储
        2.1.1 人体模型的获取
        2.1.2 三维模型的存储方式
    2.2 点云的预处理
        2.2.1 统计滤波
        2.2.2 三维体素栅格
    2.3 谱图理论
        2.3.1 谱方法的相关研究
        2.3.2 流形学习
        2.3.3 常用流形算法介绍
        2.3.4 流形算法的比较
    2.4 本章小结
第三章 基于高斯曲率极值点的模型特征点提取
    3.1 三维人体模型的预处理方法
    3.2 曲率定义
    3.3 传统的特征点提取算法
        3.3.1 Harris算法
        3.3.2 SIFT算法
        3.3.3 SURF算法
        3.3.4 基于高斯曲率和局部凹凸特性的特征点提取算法
    3.4 基于迭代搜索的高效特征点提取算法
    3.5 本章小结
第四章 基于谱嵌入三维人体模型配准
    4.1 数据的谱嵌入
    4.2 对应关系的计算
    4.3 基于TPS的非刚性配准
        4.3.1 基于ICP的刚性配准
        4.3.2 非刚性点云配准方法
        4.3.3 TPS非刚性变形方法
    4.5 本章小结
第五章 实验结果与对比分析
    5.1 数据集和实验环境
    5.2 配准对比实验结果及分析
    5.3 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 主要结论
    6.2 研究展望
参考文献
在学期间的研究成果
致谢



本文编号：3771426