一种三维人体姿态投影的特征提取方法
【专利摘要】本发明公开了一种三维人体姿态投影的特征提取方法，该方法从三维人体运动数据库或本地文件系统获取三维人体运动数据；通过对三维人体运动姿态进行平移、旋转进行姿态的校正，对校正的姿态往三个坐标平面进行投影，使用PCA方法对投影提取特征，求得投影的主方向，即人物的主方向，然后基于二维人物图中人物的主方向，使用夹角信息定义最终的特征。相较于简单的骨骼方向特征而言，本发明的特征既有对人体局部动作的反应，又有对人体整体形态的反应，便于分层次的比较人体姿态的相似性，使得运动可以进行逻辑相似性的比较，同时，本发明的特征提取方法简单高效。
【专利说明】一种三维人体姿态投影的特征提取方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及图形学和运动检索，尤其涉及一种使用PCA方法对三维人体姿态投影提取几何特征的方法。
【背景技术】
[0002]三维人体姿态投影是三维人体姿态在一个平面上的投影。近年来，随着基于草图的运动检索的兴盛，如何有效定义平面上人物图的特征变得越来越有研究意义。
[0003]人体运动捕获技术被广泛应用到动画制作，电影特效，计算机游戏等娱乐领域，带来巨大的经济效益。面对大量的运动捕获数据，如何从中检索得到想要的运动，是我们进一步使用运动数据的基础，十分重要。对三维人体运动数据的检索从输入形式上看可以分为直接基于样例的、使用玩偶的、使用Kinect的等等。直接基于样例的运动检索在手头没有相似的运动片段时，检索进行不下去。而使用玩偶和Kinect的也存在较大难度，因为不是每个动作都能较容易被展示出来，与它们相比，使用草图的方式则有着较为明显的优势。
[0004]基于草图这类平面图进行运动检索时，根据草图的具体形式，如完全手绘图较为不规范，而另外一些草图是则是较规则的图形，此时它和人体姿态投影是相类似的，因此我们不仅可以对数据库中的运动姿态投影提取某种特征，而且可以对草图也提取这种特征。现在，一个重要的问题就是怎么定义人体姿态投影的特征了。如果特征定义的好，对姿态的表达能力就强，检索结果必然更好。
[0005]对三维人体姿态投影提取特征，较为常见且有效的就是利用投影的几何特征。如Choi 等在他们的论文“Retrieval and Visualization of Human Motion Data via StickFigures”使用了骨骼方向特征就是一种几何特征。这种特征的定义是如果两个关节点之间有骨骼连接，我们就取该连接的方向作为特征的一部分。所有的连接方向构成了一个特征。
【权利要求】
1.一种三维人体姿态投影的特征提取方法，其特征在于，包括如下步骤: 1)从三维人体运动数据库获取三维人体运动数据，或读取本地文件系统的三维人体运动数据； 2)对三维人体运动数据中的三维姿态进行平移、旋转变换； 将三维姿态中位于臀部的Root节点平移到全局坐标系的原点，通过旋转变换使得Neck节点、RHip节点、LHip节点所在的平面与XOY平面平行；并且RHip节点、LHip节点的中点与Neck节点的连线平行于Y轴；其中，Neck节点是脖子对应的关节点的三维坐标，RHip节点是右臀对应的关节点的三维坐标，LHip节点是左臀对应的关节点的三维坐标定义:PK =Root节点的三维坐标； PNeck:Neck节点的三维坐标； PKHip =RHip节点的三维坐标； Pmp =LHip节点的三维坐标； Plid =PRHip和Pmip中点的坐标;
Npiane ^Neck' Pfflip、Pjlid 三点所在平面的法向量； 计算公式如下:
Nplane_Cr0SSSS (PLHip^EHip) PNeck^Mid) 其中cross表示叉乘；
L:从 Plid Jh 向 Pweck 白勺向里，即 L-PNeck - PMid ； 通过Root节点的三维坐标计算出平移矩阵，记为T ； 平移矩阵
【文档编号】G06T7/20GK103886588SQ201410064670
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2014年2月26日 优先权日:2014年2月26日
【发明者】肖俊, 杨子坤, 庄越挺 申请人:浙江大学