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非凸时序差分低秩约束的人体运动捕获数据恢复算法
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作者 胡文玉 彭绍婷 +1 位作者 郭震宇 黄慧英 《浙江大学学报(理学版)》 北大核心 2025年第1期146-158,共13页
人体运动捕获数据恢复问题旨在恢复缺少的运动标记点位置信息,同时消除噪声。现有基于低秩矩阵填充的恢复方法大多利用人体运动捕获数据矩阵的低秩性。然而,随着运动数据帧数的不断增加,低秩性可能不再满足。为更好地刻画运动数据的低秩... 人体运动捕获数据恢复问题旨在恢复缺少的运动标记点位置信息,同时消除噪声。现有基于低秩矩阵填充的恢复方法大多利用人体运动捕获数据矩阵的低秩性。然而,随着运动数据帧数的不断增加,低秩性可能不再满足。为更好地刻画运动数据的低秩性,提出一种联合Schatten-p范数和lq范数的非凸时序差分低秩约束(NTDLR)的人体运动捕获数据恢复算法。首先,将数据矩阵投影至时序差分空间,构造时序差分矩阵。其次,引入非凸Schatten-p范数,刻画数据时序差分矩阵的低秩性,同时引入非凸lq范数约束稀疏噪声项。再次,利用交替方向乘子法求解模型,采用Newton-Raphson迭代法求解子问题。最后,在CMU数据集和HDM05数据集上,将NTDLR与经典的TrNN、CaNN和IRNNL Lp算法进行了比较,结果表明,NTDLR算法的视觉效果更优,具有更好的恢复性能。 展开更多
关键词 人体运动捕获 矩阵补全 时序差分 Schatten-p范数 非凸优化
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基于分层曲线简化的运动捕获数据关键帧提取 被引量:27
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作者 杨涛 肖俊 +1 位作者 吴飞 庄越挺 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第11期1691-1697,共7页
引入骨骼夹角作为运动特征,并以此确定候选关键帧;采用分层曲线简化算法精选候选关键帧获得最终关键帧集合;通过对算法参数自适应调节,以满足不同压缩率要求·实验结果表明:该算法具有良好的数据压缩效果及较强的运动概括能力,并在... 引入骨骼夹角作为运动特征,并以此确定候选关键帧;采用分层曲线简化算法精选候选关键帧获得最终关键帧集合;通过对算法参数自适应调节,以满足不同压缩率要求·实验结果表明:该算法具有良好的数据压缩效果及较强的运动概括能力,并在一定程度上保证了同类相似运动间关键帧集合的一致性· 展开更多
关键词 关键帧 运动捕获 特征表示 分层曲线简化
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从运动捕获数据中提取关键帧 被引量:44
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作者 沈军行 孙守迁 潘云鹤 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第5期719-723,共5页
在四元数表示下导出了两个旋转之间差异的一种简单形式 ,将人体各关节上总的旋转变化作为帧间距 ,设计了一种从运动捕获数据中提取关键帧的高效算法 通过向量的线性插值和四元数的球面线性插值重建了原始动画 实验表明 ,该算法具有很好... 在四元数表示下导出了两个旋转之间差异的一种简单形式 ,将人体各关节上总的旋转变化作为帧间距 ,设计了一种从运动捕获数据中提取关键帧的高效算法 通过向量的线性插值和四元数的球面线性插值重建了原始动画 实验表明 ,该算法具有很好的数据压缩效果 。 展开更多
关键词 关键帧 计算机动画 运动编辑 运动捕获 四元数
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基于几何特征的人体运动捕获数据分割方法 被引量:9
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作者 杨跃东 王莉莉 +1 位作者 郝爱民 封春升 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第10期2229-2234,共6页
运动捕获在虚拟仿真中被广泛使用,为了实现捕获数据的自动分割,提出了一种基于几何特征的分割方法,将人体运动数据分割为具有特定语义的运动片断,以及连接语义片断的过渡片断。首先选择一组几何特征,然后通过PCA法构造出用于分割的综合... 运动捕获在虚拟仿真中被广泛使用,为了实现捕获数据的自动分割,提出了一种基于几何特征的分割方法,将人体运动数据分割为具有特定语义的运动片断,以及连接语义片断的过渡片断。首先选择一组几何特征,然后通过PCA法构造出用于分割的综合特征函数和对应的评价函数;最后对特征函数进行归一化、低通滤波和幅度跳变检测,检测出所有的语义片断,从而实现对运动数据的分割。实验表明,该方法具有较好的分割效果,有助于提高运动捕获的效率。 展开更多
关键词 运动捕获 运动编辑 运动分割 几何特征 PCA
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虚拟操作仿真环境中基于运动捕获的虚拟人实时控制技术 被引量:7
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作者 邱世广 周德吉 +1 位作者 范秀敏 武殿梁 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2013年第3期523-528,共6页
为了提高复杂产品装配、拆卸操作仿真中虚拟人的驱动精度且满足交互实时性,在分析影响虚拟人实时驱动精度因素的基础上,系统地提出虚拟操作仿真环境中满足虚拟人实时驱动精度的解决方案及其关键技术。针对真人与虚拟人的尺寸差异影响驱... 为了提高复杂产品装配、拆卸操作仿真中虚拟人的驱动精度且满足交互实时性,在分析影响虚拟人实时驱动精度因素的基础上,系统地提出虚拟操作仿真环境中满足虚拟人实时驱动精度的解决方案及其关键技术。针对真人与虚拟人的尺寸差异影响驱动精度的问题,提出基于关节旋转信息,采用动态约束方式建立虚拟人实时运动控制模型,实现了个性化人体的驱动;针对实时驱动过程中驱动噪声导致人体动作失真进而影响驱动精度的问题,提出以人体关节极限角度和设置前后关键帧关节角度变化幅值为判断准则,对驱动噪声进行过滤;随后引入灰色系统理论建立驱动噪声补偿模型,实现对被过滤掉的缺失数据进行在线补偿。以某型发动机的虚拟装配为例,分析交互装配过程中虚拟人的实时驱动精度,结果表明上述方案满足驱动精度要求和交互实时性要求。 展开更多
关键词 虚拟人 运动控制 运动捕获 驱动精度 仿真 发动机
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基于运动捕获数据的虚拟人动画研究 被引量:17
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作者 刘贤梅 李冰 吴琼 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2008年第8期113-114,119,共3页
随着三维游戏等行业对计算机动画制作需求的增加,在三维动画制作软件中人工调整虚拟人动作的工作方式已经不再适合现在的计算机动画制作。运动捕获技术是直接记录物体的运动数据并将其用于生成计算机动画,具有高效率、所生成的动画真实... 随着三维游戏等行业对计算机动画制作需求的增加,在三维动画制作软件中人工调整虚拟人动作的工作方式已经不再适合现在的计算机动画制作。运动捕获技术是直接记录物体的运动数据并将其用于生成计算机动画,具有高效率、所生成的动画真实感强等优点,因而获得了广泛应用。提出了一种利用运动捕获数据来生成动画的方法,基于运动捕获得到的数据建立并驱动三维骨架模型,从而产生骨架的运动,形成动画。该方法可以充分利用现有的大量运动捕获数据,因此具有较大的应用前景。 展开更多
关键词 运动捕获 BVH 虚拟人动画
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人体运动捕获数据的向量空间建模与检索 被引量:7
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作者 蓝荣祎 孙怀江 +2 位作者 连荷清 祝铭阳 李斌 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第8期1357-1364,共8页
为了精确、高效地检索人体运动数据库,将三维人体运动捕获数据表示成类似于文本的形式,提出一种基于内容的运动检索方法.首先对人体上/下半身两部分数据分别提取关键帧,并进行相似传播聚类分析,获得数据中最具代表性的一组人体姿势,称... 为了精确、高效地检索人体运动数据库,将三维人体运动捕获数据表示成类似于文本的形式,提出一种基于内容的运动检索方法.首先对人体上/下半身两部分数据分别提取关键帧,并进行相似传播聚类分析,获得数据中最具代表性的一组人体姿势,称之为运动词汇;然后将运动片段的每一帧都替换成运动词汇中与其最相近的姿势来构建运动文档,利用Bigram向量空间模型对人体运动进行检索.整个算法流程不需要人为干预,能够自动完成对已分割运动数据片段的索引.实验结果表明,与现有方法相比,文中方法具有更高的检索精度和召回率. 展开更多
关键词 运动捕获数据 运动检索 向量空间模型 关键姿势提取 相似传播
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运动串:一种用于行为分割的运动捕获数据表示方法 被引量:10
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作者 杨跃东 王莉莉 郝爱民 《计算机研究与发展》 EI CSCD 北大核心 2008年第3期527-534,共8页
运动数据的行为分割是运动捕获过程中非常重要的一环.针对现有分割方法的不足,提出了一种可用于行为分割的运动数据表示方法,并基于该表示实现了数据的行为分割.运动数据经过谱聚类(spectral clustering)、时序恢复和最大值滤波法(max f... 运动数据的行为分割是运动捕获过程中非常重要的一环.针对现有分割方法的不足,提出了一种可用于行为分割的运动数据表示方法,并基于该表示实现了数据的行为分割.运动数据经过谱聚类(spectral clustering)、时序恢复和最大值滤波法(max filtering)后生成一个字符串,该字符串称为运动串,然后采用后缀树(suffix tree)分析运动串,提取出所有静态子串和周期子串,对这些子串进行行为标注,从而实现运动数据的行为分割.实验表明,基于运动串的分割具有较好的鲁棒性和分割效果. 展开更多
关键词 运动捕获 运动编辑 运动分割 运动 滑窗距离 谱聚类
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预选策略和重建误差优化的运动捕获数据关键帧提取 被引量:9
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作者 蔡美玲 邹北骥 辛国江 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第11期1485-1492,共8页
为了从运动捕获数据中提取关键帧来进行人体动画创作,提出一种以重建误差或压缩率为目标的运动捕获数据关键帧提取方法.该方法将关键帧提取划分为帧预选和基于重建误差优化的精选2个阶段,在第一阶段,对原始动作序列筛选边界姿势作为候... 为了从运动捕获数据中提取关键帧来进行人体动画创作,提出一种以重建误差或压缩率为目标的运动捕获数据关键帧提取方法.该方法将关键帧提取划分为帧预选和基于重建误差优化的精选2个阶段,在第一阶段,对原始动作序列筛选边界姿势作为候选关键帧,使最终关键帧序列具有较强运动类型描述能力;在第二阶段,定义帧消减误差作为关键帧重要性的度量标准,并定义最大重建误差作为关键帧提取过程中的优化目标,同时考虑压缩率目标,精选候选帧获得满足指定重建误差或压缩率要求的最终关键帧集合.实验结果表明,文中方法具有良好的数据压缩效果,能满足实时压缩的需要. 展开更多
关键词 运动捕获数据 关键帧 重建误差 消减误差
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基于运动序列分割的运动捕获数据关键帧提取 被引量:25
10
作者 朱登明 王兆其 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第6期787-792,共6页
采用线性时不变系统把高维运动数据映射到低维状态空间;在低维状态空间中,定义了姿态之间的相似性度量;并采用误差平方和准则对时序的低维数据点集进行运动分割,分割点上的运动姿态被定义为关键帧.实验结果表明:该算法能够较好地提取出... 采用线性时不变系统把高维运动数据映射到低维状态空间;在低维状态空间中,定义了姿态之间的相似性度量;并采用误差平方和准则对时序的低维数据点集进行运动分割,分割点上的运动姿态被定义为关键帧.实验结果表明:该算法能够较好地提取出运动序列中的关键帧,并且这些关键帧能够很好地概括原始运动序列的内容. 展开更多
关键词 运动捕获数据 关键帧 线性时不变系统 运动分割
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一种用于人体运动捕获的自适应混合滤波融合算法 被引量:3
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作者 路永乐 余跃 +4 位作者 龚爽 王艳 张欣 丁其星 刘宇 《工程科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期93-100,共8页
针对基于惯性传感器的人体运动捕获系统存在陀螺漂移和噪声干扰等问题,提出一种多元传感器信息融合的自适应混合滤波融合算法。算法首先利用快速高斯牛顿法对加速度计和磁力计数据进行姿态信息迭代估算,用四元数将参考坐标系中的加速度... 针对基于惯性传感器的人体运动捕获系统存在陀螺漂移和噪声干扰等问题,提出一种多元传感器信息融合的自适应混合滤波融合算法。算法首先利用快速高斯牛顿法对加速度计和磁力计数据进行姿态信息迭代估算,用四元数将参考坐标系中的加速度和磁场强度分量转换到载体坐标中,将转换后的值与当前时刻测量值的差值代入高斯牛顿迭代算法中用于四元数的实时值估计,通过确定搜索步长的最优值来缩短迭代次数,提高算法收敛速度。设计自适应的互补滤波器将高斯牛顿法解算的姿态信息作为观测矢量对陀螺漂移进行补偿,分别使用高通滤波器和低通滤波器处理陀螺仪数据和高斯牛顿算法优化过后的加速度计、磁力计数据。在互补滤波器中引入重力矢量及地磁参考矢量自适应调节滤波器参数用于实时调整不同算法的权重大小,融合后输出最终的姿态信息,实现最优估计。进行实验对比分析本算法和其他算法融合效果,结果表明,本算法有效降低陀螺累积误差、线性加速度及磁场对解算精度的干扰,磁干扰状态下误差为0.94°,自由运动状态下误差为1°。对比扩展卡尔曼滤波融合算法,本文算法执行时间缩短25%,有效提升了运动捕获系统的性能。 展开更多
关键词 传感器 信息融合 高斯牛顿算法 互补滤波 人体运动捕获
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人体运动捕获数据的重用技术综述 被引量:5
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作者 孙怀江 夏贵羽 +1 位作者 张国庆 封磊 《数据采集与处理》 CSCD 北大核心 2017年第1期1-16,共16页
人体运动捕获数据作为一种新型的多媒体数据,因其高度的逼真性,已经在多个领域得到了广泛的应用。但运动捕获设备的高昂价格导致运动捕获数据使用的成本过高,所以运动重用技术就成为解决这一问题的有效手段。可是运动捕获数据复杂的结... 人体运动捕获数据作为一种新型的多媒体数据,因其高度的逼真性,已经在多个领域得到了广泛的应用。但运动捕获设备的高昂价格导致运动捕获数据使用的成本过高,所以运动重用技术就成为解决这一问题的有效手段。可是运动捕获数据复杂的结构和特性给运动重用带来了很大的挑战,尽管已经过多年的研究,但仍然有很多尚未解决的问题,需要研究人员更多的关注和研究投入。本文针对运动重用过程中各个环节的重要技术,从研究的意义、问题的难点、现有方法思路及使用的模型等多个角度进行了介绍,并针对一些具有代表性的方法做了较为详细的描述。最后总结了现有运动捕获数据重用技术的研究进展,展望了未来的发展趋势。本文旨在引起人们对该领域的深入思考,并为以后的研究提供有价值的参考。 展开更多
关键词 人体运动 计算机动画 运动捕获 运动重用 机器学习
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重建误差最优化的运动捕获数据关键帧提取 被引量:13
13
作者 刘云根 刘金刚 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第4期670-675,共6页
为了实现运动捕获数据的实时压缩,提出一种重建误差最优化的关键帧提取方法.定义重建误差作为关键帧有效性的度量标准;利用帧消减算法得到各消减帧的重建误差,并根据误差大小对消减帧进行排序;最后以消减帧排序为基础计算出重建误差曲线... 为了实现运动捕获数据的实时压缩,提出一种重建误差最优化的关键帧提取方法.定义重建误差作为关键帧有效性的度量标准;利用帧消减算法得到各消减帧的重建误差,并根据误差大小对消减帧进行排序;最后以消减帧排序为基础计算出重建误差曲线,并依据曲线确定最优压缩率来提取出相应数量的关键帧.实验结果表明,该方法能够高效地从运动捕获数据中提取出具有最优重建误差的关键帧,较好地满足了数据实时压缩的需要. 展开更多
关键词 运动捕获数据 关键帧 重建误差 帧消减
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基于谱聚类的运动捕获数据分割 被引量:3
14
作者 胡晓雁 孙波 +1 位作者 朱小明 魏云刚 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第8期1306-1315,共10页
为将长运动中所包含的不同运动自动分割出来,提出一种基于谱聚类的长运动数据分割算法.首先将运动捕获数据分解成长度相等的运动数据片段,并基于主成分分析来计算这些小片段之间的相似度,得到运动数据相似度矩阵;然后用谱聚类算法将相... 为将长运动中所包含的不同运动自动分割出来,提出一种基于谱聚类的长运动数据分割算法.首先将运动捕获数据分解成长度相等的运动数据片段,并基于主成分分析来计算这些小片段之间的相似度,得到运动数据相似度矩阵;然后用谱聚类算法将相似度矩阵转换为相应的拉普拉斯矩阵,计算其前若干个特征向量,并采用K均值算法获得聚类结果;由于上述相似度矩阵直接实施谱聚类算法所得到的类别标签序列包含大量噪声,采用统计滤波算法对分类结果进行了处理,获得最终的分割点.在14个运动数据上进行自动分割测试,验证了文中算法的有效性. 展开更多
关键词 运动捕获数据 谱聚类 运动分割 主成分分析
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基于隐空间的运动捕获数据自动分割 被引量:2
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作者 瞿师 于荣欢 +2 位作者 吴玲达 魏迎梅 冯晓萌 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2011年第8期3128-3130,共3页
提出一种运动捕获数据自动分割方法。利用高斯过程隐变量模型对运动捕获数据进行降维,将其从高维观察空间映射到低维隐空间;在隐空间中构造运动特征函数,该函数具有结构简单、对所有关节敏感等优点,通过分析运动特征函数几何特征的变化... 提出一种运动捕获数据自动分割方法。利用高斯过程隐变量模型对运动捕获数据进行降维,将其从高维观察空间映射到低维隐空间;在隐空间中构造运动特征函数,该函数具有结构简单、对所有关节敏感等优点,通过分析运动特征函数几何特征的变化,探测运动捕获数据的分割点,实现运动自动分割。实验结果表明,该方法具有较高的准确度和较好的普适性。 展开更多
关键词 运动捕获数据 自动分割 降维 隐空间 运动特征
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分段式低秩逼近的运动捕获数据去噪方法 被引量:2
16
作者 彭淑娟 柳欣 +1 位作者 崔振 郑光 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2013年第9期307-311,共5页
运动捕获数据去噪旨在从含有噪声干扰的运动数据中恢复出能够较好表达原始数据特性的帧序列。针对人体运动捕获数据在较短时间段内的帧序列常常具有相同或相似的运动行为语义的特点,提出了一种分段式低秩逼近策略的运动捕获数据去噪方... 运动捕获数据去噪旨在从含有噪声干扰的运动数据中恢复出能够较好表达原始数据特性的帧序列。针对人体运动捕获数据在较短时间段内的帧序列常常具有相同或相似的运动行为语义的特点,提出了一种分段式低秩逼近策略的运动捕获数据去噪方法。该方法首先将含有噪声的运动数据划分为多个连续子区间,接着利用不精确拉格朗日乘子法(IALM)对每个分段子区间的含噪声干扰数据批矩阵进行低秩矩阵逼近和稀疏噪声误差估计,达到分段数据去噪目的;最后利用时序特性组合去噪后的分段低秩逼近矩阵进行整体运动捕获数据去噪恢复。仿真实验结果表明,所提方法能够对含有任意拓扑结构的人体运动捕获数据进行去噪,达到了很好的效果,具有一定的通用性和实用性。 展开更多
关键词 运动捕获数据去噪 分段式低秩逼近 连续子区间 不精确拉格朗日乘子法 稀疏噪声误差
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人体运动捕获数据压缩技术研究进展 被引量:3
17
作者 王鹏杰 潘志庚 李威 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第7期1037-1046,共10页
数据驱动的角色动画技术是计算机图形学研究的热点之一.该技术依赖于对庞大的人体运动捕获数据的重用.为了便于存储和网络传输数据,高效实时的人体运动捕获数据压缩方法是非常重要的.文中从消除时域冗余、空域冗余及片段域冗余等多个角... 数据驱动的角色动画技术是计算机图形学研究的热点之一.该技术依赖于对庞大的人体运动捕获数据的重用.为了便于存储和网络传输数据,高效实时的人体运动捕获数据压缩方法是非常重要的.文中从消除时域冗余、空域冗余及片段域冗余等多个角度对近年来的人体运动数据压缩方法进行介绍,总结归纳了人体运动捕获数据压缩流程,梳理出了人体运动数据压缩方法的分类原则,并以冗余类别为主线回顾与综述了人体运动压缩领域的最新研究成果.最后展望了该研究领域未来的发展趋势. 展开更多
关键词 角色动画 运动捕获数据 数据驱动动画 运动压缩
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基于关节联动特征的运动捕获数据分割方法 被引量:1
18
作者 石祥滨 赵林 +1 位作者 代钦 张德园 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第11期2636-2641,共6页
运动捕获数据分割中,针对关节角度或关节点中心距离作为描述人体姿态的特征所存在的局限性,提出一种关节联动特征。该特征从人体运动学角度对人体关节之间的联动关系进行建模,将关节角度与关节点中心距离作为一组关节联动特征点转换到... 运动捕获数据分割中,针对关节角度或关节点中心距离作为描述人体姿态的特征所存在的局限性,提出一种关节联动特征。该特征从人体运动学角度对人体关节之间的联动关系进行建模,将关节角度与关节点中心距离作为一组关节联动特征点转换到极坐标空间表示。通过计算任意时刻的人体姿态与初始时刻人体姿态的关节联动特征点的偏移量来描述人体姿态的变化。提取每一帧捕获数据的关节联动特征,并使用主成分分析方法对运动序列进行分割。对CMU人体运动捕获数据库的实验结果表明,使用该特征得到的运动捕获数据分割结果要优于使用关节角度或中心距离特征的分割结果。 展开更多
关键词 运动捕获数据分割 关节联动 极坐标空间 主成分分析
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基于运动捕获文件的人体微多普勒信号仿真 被引量:1
19
作者 赵会宁 贺思三 冯存前 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2012年第7期2766-2769,共4页
针对传统人体微多普勒信号仿真算法适应模型简单、与人体相似度不高的问题,提出了一种基于运动捕获文件的仿真方法。该方法从运动捕获文件中获得各关节点的位置随时间的变化,根据关节点的相对位置建立由12个椭球体组成的人体三维模型,... 针对传统人体微多普勒信号仿真算法适应模型简单、与人体相似度不高的问题,提出了一种基于运动捕获文件的仿真方法。该方法从运动捕获文件中获得各关节点的位置随时间的变化,根据关节点的相对位置建立由12个椭球体组成的人体三维模型,并根据此模型仿真RCS回波。此方法所建模型与实际人体外形相似度高,可对任意运动模式的人体雷达回波进行仿真。仿真结果验证了所提算法的正确性。 展开更多
关键词 人体步态 微多普勒 运动捕获文件 椭球体模型 回波仿真
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基于运动捕获数据的人体运动融合 被引量:2
20
作者 刘贤梅 沈志明 文必龙 《科学技术与工程》 2011年第12期2697-2701,共5页
为了提高运动捕获数据的重用性和重用效率,引入注册曲线思想。以多个已有的捕获数据为输入,通过运动融合生成一段新的运动数据。首先建立时间对齐曲线,基于时间对齐曲线建立坐标对齐曲线,然后基于对齐曲线和坐标对齐曲线进行姿势融合。... 为了提高运动捕获数据的重用性和重用效率,引入注册曲线思想。以多个已有的捕获数据为输入,通过运动融合生成一段新的运动数据。首先建立时间对齐曲线,基于时间对齐曲线建立坐标对齐曲线,然后基于对齐曲线和坐标对齐曲线进行姿势融合。最后进行约束处理,扩展了可以用于运动融合的运动集合。实验结果证明方法可行且效果好。 展开更多
关键词 运动捕获数据 运动融合 注册曲线
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