基于稀疏局部化分解的人体完全动态几何参数化表示

发布时间：2023-07-24 23:59

　　最近几年动态几何数据实时获取得到了快速发展,使得动态几何数据处理逐渐成为计算机图形学与计算机动画领域的重要研究内容。动态几何的参数化表示是动态几何处理的一个核心问题,它为数据的高效存储、直观重用用和快速重构提供技术保障。本文着重研究两类数据的表示,首先是单物体运动系列的稀疏局部化基表示;其次,在此基础上研究多人体完全动态几何的参数化方法。稀疏局部化基能有效捕捉动画网格序列中的运动区域与运动模式。但现有方法处理具有大尺度局部旋转或具有全局旋转的序列时,无法提取出有效地支持语义编辑的局部基。为此,本文提出一种可感知关节运动的局部稀疏分解表示方法。任给一个动画网格序列,先计算每个姿态相对于参考姿态的边长和二面角的变化向量,从而组成一个边长二面角变化量矩阵;然后,利用稀疏局部化分解提取一组局部稀疏基;通过改变局部稀疏基对应的系数进行线性混合达到局部编辑的目的。边长和二面角是刚性运动不变量,因此不会受全局旋转运动的影响;而且在物体的运动过程中,任何一条边的二面角度数都不会超出360°,因此不会产生由于大变形导致的多义性。实验分析表明,本文的关节感知稀疏局部化分解有效地解决了大尺度变形和全局旋转运...

【文章页数】：115 页

【学位级别】：博士

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摘要
Abstract
英文缩略词
第一章 绪论
    1.1 动态几何处理的研究背景与研究意义
    1.2 本文研究内容与创新点
    1.3 论文的内容组织
第二章 动态几何参数化表示综述
    2.1 引言
    2.2 动画网格序列的参数化表示
        2.2.1 基于控制结构的表示
        2.2.2 数据驱动的表示
    2.3 群体动态几何的参数化模型
        2.3.1 人体参数化模型
        2.3.2 人脸几何的参数化
        2.3.3 手姿几何的参数化方法
        2.3.4 人体、人脸、手部几何的混合参数化表示
        2.3.5 训练数据库的采集
        2.3.6 人体、人脸及手部参数化模型的动态几何重构
    2.4 小结
第三章 预备知识
    3.1 蝴蝶细分
    3.2 多层感知机
    3.3 变形梯度迁移
    3.4 网格序列重构误差度量
        3.4.1 KG误差
        3.4.2 STED误差
    3.5 多人体蒙皮线性模型的关节点预测函数
    3.6 小结
第四章 可感知关节运动的稀疏局部化分解
    4.1 概述
    4.2 边长与二面角表示及其形状重构
        4.2.1 基本概念
        4.2.2 从边长与二面角到网格模型顶点的重构
    4.3 边长与二面角的稀疏局部化分解
        4.3.1 稀疏局部化分解方法
        4.3.2 稀疏局部化求解过程
        4.3.3 基于稀疏局部化分解的编辑机制
    4.4 实验分析与讨论
        4.4.1 量化评估
        4.4.2 与前人方法的比较
        4.4.3 编辑效果
        4.4.4 算法性能与复杂度分析
    4.5 小结
第五章 基于稀疏局部化表示的完全人体运动模型
    5.1 概述
    5.2 三维网格模型的相对边长与二面角表示及其重构算法
        5.2.1 基本概念
        5.2.2 相对边长与二面角的形状重构
    5.3 PANOMAN模型
    5.4 数据集合成
    5.5 PANOMAN模型训练
    5.6 基于PANOMAN的重构算法
        5.6.1 重构框架
        5.6.2 数据项约束
        5.6.3 数值算法
    5.7 PANOMAN模型实验评估
    5.8 小结
第六章 结论与展望
参考文献
攻读博士学位期间取得的研究成果
致谢
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本文编号：3836768