發(fā)布時(shí)間：2020-03-30 09:34

【摘要】：人體姿態(tài)估計(jì)是計(jì)算機(jī)視覺領(lǐng)域一個(gè)重要的研究方向,同時(shí)也是人體動(dòng)作識(shí)別與分析等更深層次任務(wù)的基礎(chǔ),其目的是對(duì)圖像或視頻中人體關(guān)鍵部位進(jìn)行檢測(cè),最終輸出相關(guān)部位的參數(shù)。在視頻監(jiān)控、人機(jī)交互、數(shù)字娛樂(lè)等領(lǐng)域有著十分廣泛的應(yīng)用。人體姿態(tài)估計(jì)日漸成熟,但是同樣面臨著諸多的挑戰(zhàn)。利用深度相機(jī)獲取深度信息,能夠完成較精準(zhǔn)的人體姿態(tài)估計(jì)結(jié)果,在人體關(guān)鍵部位配帶傳感器同樣能取得十分理想的結(jié)果,但是這些受條件限制,應(yīng)用場(chǎng)景有限。人們更希望借助普通的RGB攝像頭便能完成人體姿態(tài)估計(jì)的任務(wù)。本文借助普通RGB攝像頭完成人體姿態(tài)估計(jì),搭建人體姿態(tài)實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)。首先介紹深度學(xué)習(xí)相關(guān)的理論基礎(chǔ),為網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)與訓(xùn)練奠定基礎(chǔ)。之后,將傳統(tǒng)的基于圖像結(jié)構(gòu)模型的人體姿態(tài)估計(jì)同基于深度學(xué)習(xí)的人體姿態(tài)估計(jì)方法作對(duì)比,說(shuō)明兩種方法的優(yōu)缺點(diǎn)。人體姿態(tài)估計(jì)網(wǎng)絡(luò)采用自下而上的估計(jì)方法,網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)分支,借助卷積姿態(tài)機(jī)(CPM)算法完成人體關(guān)鍵點(diǎn)的檢測(cè),同時(shí)進(jìn)行的另一個(gè)分支,根據(jù)人體關(guān)鍵點(diǎn)親和場(chǎng)完成人體關(guān)鍵點(diǎn)的聚類,將兩個(gè)分支信息相結(jié)合,得出2D人體關(guān)鍵點(diǎn)信息,之后,將2D人體關(guān)鍵點(diǎn)信息同3D人體姿態(tài)庫(kù)相結(jié)合,得出3D人體姿態(tài)信息。利用3D游戲引擎Unity完成虛擬人體骨架的搭建,進(jìn)行骨骼綁定,根據(jù)檢測(cè)出的人體關(guān)鍵點(diǎn)3D數(shù)據(jù),進(jìn)行空間變換得出人體骨架對(duì)應(yīng)關(guān)節(jié)的空間旋轉(zhuǎn)信息,用以控制虛擬人體骨架運(yùn)動(dòng),完成人體姿態(tài)實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)。人體姿態(tài)估計(jì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,針對(duì)不同的數(shù)據(jù)集進(jìn)行了交叉驗(yàn)證,對(duì)2D和3D人體姿態(tài)估計(jì)結(jié)果,分別使用PCK準(zhǔn)則和每個(gè)關(guān)節(jié)的平均誤差(MPJPE)同相關(guān)學(xué)者的實(shí)驗(yàn)結(jié)果作對(duì)比,數(shù)據(jù)庫(kù)中的每個(gè)場(chǎng)景實(shí)驗(yàn)結(jié)果都有顯著的提高。通過(guò)設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)易濾波算法,減少了虛擬人體骨架的波動(dòng)現(xiàn)象,實(shí)現(xiàn)人體姿態(tài)實(shí)時(shí)控制。
【圖文】：

燕山大學(xué)工程碩士學(xué)位論文基礎(chǔ)。近幾年，比較火熱的在線試衣系統(tǒng)就是人體姿態(tài)識(shí)別在人機(jī)交互系要應(yīng)用。試衣系統(tǒng)檢測(cè)出人體后，給出人體關(guān)節(jié)點(diǎn)的位置，再根據(jù)人體姿種衣物，，完成在線試衣的功能[7]。人體姿態(tài)估計(jì)在數(shù)字娛樂(lè)上的應(yīng)用包括電腦游戲和動(dòng)畫電影等，已經(jīng)形成業(yè)規(guī)模，具有很大的商業(yè)價(jià)值。在各大游戲平臺(tái)上的《舞力全開》是一款蹈為主題的新型體感游戲，游戲者在屏幕前根據(jù)屏幕上的人體做舞蹈動(dòng)作確會(huì)累計(jì)得分，是一款趣味性很大的游戲[8]。電影《阿凡達(dá)》采用了特殊的捕捉系統(tǒng)，將虛擬動(dòng)畫制作過(guò)程簡(jiǎn)化，同時(shí)表現(xiàn)出的結(jié)果更加生動(dòng)真實(shí)[9]。越多的真人 CG 電影，運(yùn)用這種技術(shù)代替繁瑣的傳統(tǒng)手工制作。

圖 2-1 神經(jīng)元結(jié)構(gòu)示意圖圖，我們可以看到與生物出的非線性結(jié)構(gòu)模型,w bh 應(yīng)的參數(shù)權(quán)重，b 為輸入 31Ti iif W x f W x 的激活函數(shù)，常用的激1 exp(z) 為 Sigmoid 函圖 2-2 所示。Sigmoid 函應(yīng)激反應(yīng)的兩個(gè)方面，當(dāng)刺激達(dá)到一定程度時(shí)
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TP391.41;TP18

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