基于序列蒙特卡罗方法的3D人体运动跟踪.pdfVIP

维普资讯 第 17卷 第 1期 计算机辅助设计与图形学学报 VO1．17．NO．1 2005年 1月 JOURNALOFCOMPUTER—AIDEDDESIGN COMPUTERGRAPHICS Jan．，2005 基于序列蒙特卡罗方法的3D人体运动跟踪 陈 睿 刘国翌 赵国英 张 俊 李 华 (中国科学院计算技术研究所智能信息处理重点实验室 北京 100080) (rchen@ict．ac．cn) 摘 要 针对人体运动跟踪的特点 ，在退火粒子滤波方法的基础上 ，提出基于序列蒙特卡罗方法的3D人体跟踪算 法．通过状态空间分解提高了退火系数选择 的鲁棒性 ；同时，在每次退火时采用 PERM采样方法 ，而不是标准的重采 样 ，能在一定程度上抑制观测模型与真实分布之 间的误差 ，从而提高算法 的稳定性 ．通过模拟实验表 明，该算法适合 3D多关节人体跟踪． 关键词 跟踪；随机采样；序列蒙特卡罗；模拟退火 ；PERM 中图法分类号 TP391 3D Human M otion TrackingBasedon SequentialM onteCarloM ethod ChenRui LiuGuoyi ZhaoGuoying ZhangJun LiHua (KeyLaboratoryofIntelligentInformationProcessing，Instituteof ComputingTechnology，ChineseAcademyof Sciences，BeOing 100080) Abstract Characterizedbyitshighdimensionandmulti—modal，the3D humanmotiontrackinghasbeen astubbornproblem incomputervisionformanyyears．Thispaperintroducesanew sequentialMonteCarlo (SMC)method，basedonannealedparticlefiltering，tosolvetheproblem．Firstly，thenewmethodadopts thestatespacedecompositioninconjunctionwithsimulatedannealingtoimprovetheannealingefficiencyin acomparably lower dimension；next，thePERM sampling after every annealing， instead ofstandard resampling，isusedtocompensatetheerrorbetweentheobservationmodelandthetruetargetdistribution． Attheendofthispaper，asimulatedexperimentisgiventoshow thatourimprovedSMC—basedmethod is capableoftracking3D articulatedhuman． Keywords tracking；random sampling；sequentialMonteCarlo；simulatedannealing；PERM 捉系统…已经成功地应用于体育运动分析和 电影 1 简 介 动画制作等领域 中．但是，带标记球的方法不仅需 要昂贵的硬件设备支持 ，而且对人的运动有诸多限 近年来，随着计算机技术的高速发展，对人的行 制，例如必须将标记球 固定在关节位置．显然，一种 为的识别和研究引起越来越多的关注．其 中一个重 无需标记球 、不需要特殊硬件设备支持 的、只使用传 要的内容是对运动人体 的跟踪 ．它在视频监控 、人