基于多媒体技术的三维人物图像动态重构

李天峰

摘 要： 针对基于自标定的三维人物图像动态重构方法不能准确获取人物运动形态的三维位置，重构结果存在较高的偏差的问题，提出基于多媒体技术的三维人物图像动态重构方法，采用单目图像重构算法完成人体三维姿态重构。对多媒体技术中单摄像机拍摄的单目人體运动图像进行重构时，首先基于人体树状模型，采用基于部件检测器的二维肢体检测算法完成人体二维肢体检测;再采用基于关节点图像坐标的三维姿态重构算法，依据人体二维姿态检测结果，通过预测关节点反投影误差的退火粒子滤波算法完成人体三维姿态的跟踪，实现三维人体图像动态重构。实验结果说明，所提方法可准确实现三维人物图像动态重构，具有较高的重构精度和效率。

关键词： 多媒体技术; 三维人物图像; 三维姿态重构; 退火粒子滤波算法; 重构精度; 姿态跟踪

中图分类号： TN911.73?34; TP181 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2018）09?0068?04

Abstract： The traditional three?dimensional （3D） character image dynamic reconstruction method based on self?calibration can′t acquire the 3D position of characters motion morphology accurately， and has high deviation of reconstruction results. According to the above problems， a 3D character image dynamic reconstruction method based on multimedia technology is put forward， in which the monocular image reconstruction algorithm is used to reconstruct the 3D posture of human body. For the reconstruction of monocular human movement image taken by a single camera in multimedia technology， the 2D limbs detection algorithm based on component detector is used to detect the 2D limbs of human body according to the tree?shaped model of the human body. The 3D posture reconstruction algorithm based on image coordinate of joint points is used， and the annealing particle filtering algorithm for the prediction of joint point back projection error is adopted to track the 3D posture of human body accor?ding to detection results of human body′s 2D posture， so as to realize the 3D character image dynamic reconstruction. The experimental results indicate that the proposed method can realize the dynamic reconstruction of 3D character image accurately， and has high reconstruction accuracy and efficiency.

Keywords： multimedia technology; 3D character image; 3D posture reconstruction; annealing particle filtering algorithm; reconstruction accuracy; posture tracking

0 引 言

随着计算机动画和计算机视觉等多媒体技术的快速发展，对运动人体三维姿态进行准确的动态跟踪，在监控、体育、医疗以及影视制作等领域具有重要的应用价值。人体三维姿态重构是基于单视角以及多视角拍摄数字图像以及视频等多媒体资源，获取包括RGB?D信息以及轮廓信息等原始数据，对这些数据进行分割和特征采集，采用重建算法获取人物图像动态重构结果，恢复出目标人物图像的三维空间信息的过程[1]。

传统基于自标定的三维人物图像动态重构方法不能准确获取人物运动形态的三维位置，重构结果存在较大的偏差。因此，本文提出基于多媒体技术的三维人物图像动态重构方法，获取高精度的三维人物图像重构结果。

1 多媒体技术的三维人物图像动态重构

本文主要对人体的姿态进行分析，采用多媒体技术中的单目图像重构算法，实现人体三维图像动态重构。

1.1 单目图像的人体二维姿态估计

对多媒体技术中单摄像机拍摄的单目图像中的人体二维姿态进行估计时，采用基于部件检测器的二维肢体检测算法，通过优化的形状上下文采集人体不同肢体的特征，再对获取的特征实施离线学习，训练对应的分类器，检测目标人体的姿态，获取相关部位的检测概率，预测出人体不同肢体部位的位置。通过依据部件的方法，基于人体树状模型，将人体看成是15个肢体部位形成的总体，分别对15个部位实施训练和检测[2]，获取准确的人体二维姿态预测结果。将人体各肢体部位看成是一个部件，其状态描述为[li=pi，θi，si]。[pi=（xi，yi）]用于描述第[i]个部件的中心在图像