一種動(dòng)作捕捉的搜索算法制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種動(dòng)作捕捉的搜索算法，涉及動(dòng)作捕捉解析技術(shù)領(lǐng)域，包括以下步驟：步驟1：種子點(diǎn)的搜索，首先設(shè)定一個(gè)搜索區(qū)域邊界值，其次根據(jù)標(biāo)記運(yùn)動(dòng)的方向性，種子點(diǎn)坐標(biāo)向兩邊偏移，最后通過標(biāo)記形狀大小，確定搜索不長，加速種子點(diǎn)的搜索；步驟2：標(biāo)記的聚類搜索，首先以種子點(diǎn)為中心，逐層搜索四個(gè)邊界，記錄四個(gè)中心點(diǎn)的坐標(biāo)，其次如果某個(gè)方向沒有符合特征的像素，就停止這個(gè)方向的搜索，最后通過對搜索結(jié)果區(qū)域的對角線來判斷是否是一個(gè)準(zhǔn)圓域，當(dāng)四個(gè)方向都結(jié)束或搜索結(jié)果區(qū)域非準(zhǔn)圓域，則搜索結(jié)束。本發(fā)明專利技術(shù)的動(dòng)作捕捉的搜索算法，采用概率驅(qū)動(dòng)搜索路徑和逐層擴(kuò)展聚類搜索方法搜索標(biāo)記，提高了搜索標(biāo)記的準(zhǔn)確性。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及動(dòng)作捕捉解析
，尤其是一種動(dòng)作捕捉的搜索算法。
技術(shù)介紹
目前常用的動(dòng)作捕捉算法有以下兩種：一種有標(biāo)記視頻動(dòng)作捕捉方法(LZP方法)；一種改進(jìn)的動(dòng)作捕捉方法(HCZ方法)，這兩種算法均存在相應(yīng)的不足。LZP方法中跟蹤算法效率不高，標(biāo)記跟蹤結(jié)果存在錯(cuò)誤，從而導(dǎo)致生成的三維動(dòng)作失真。原因表現(xiàn)在：種子點(diǎn)搜索方法中，把每個(gè)象素看作是平等的，沒有考慮人體運(yùn)動(dòng)的方向性，于是造成了盲目的匹配搜索，增加了搜索時(shí)間。在標(biāo)記的聚類搜索中，采用的搜索路徑對于種子點(diǎn)的依賴性很大，只能搜索到以種子點(diǎn)為中心的一個(gè)方形區(qū)域,不能將整個(gè)標(biāo)記區(qū)域都搜索到。所以此算法是低效而且不準(zhǔn)確的。HCZ方法中，只給出了種子點(diǎn)的搜索方法沒有進(jìn)行聚類搜索，這個(gè)聚類過程對系統(tǒng)的性能是有很大影響的，其次，采用四幀方法進(jìn)行搜索比較，浪費(fèi)很多冗余的搜索時(shí)間，降低搜索效率，如果在i+2幀搜索失敗，系統(tǒng)很難保證準(zhǔn)確性。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)提出的一種動(dòng)作捕捉的搜索算法，有效提高搜索標(biāo)記的準(zhǔn)確性。本專利技術(shù)的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種動(dòng)作捕捉的搜索算法，其特征在于，包括以下步驟：步驟1：種子點(diǎn)的搜索，首先設(shè)定一個(gè)搜索區(qū)域邊界值，其次根據(jù)標(biāo)記運(yùn)動(dòng)的方向性，種子點(diǎn)坐標(biāo)向兩邊偏移，最后通過標(biāo)記形狀大小，確定搜索不長，加速種子點(diǎn)的搜索；步驟2：標(biāo)記的聚類搜索，首先以種子點(diǎn)為中心，逐層搜索四個(gè)邊界，記錄四個(gè)中心點(diǎn)的坐標(biāo)，其次如果某個(gè)方向沒有符合特征的像素，就停止這個(gè)方向的搜索，最后通過對搜索結(jié)果區(qū)域的對角線來判斷是否是一個(gè)準(zhǔn)圓域，當(dāng)四個(gè)方向都結(jié)束或搜索結(jié)果區(qū)域非準(zhǔn)圓域，則搜索結(jié)束。本專利技術(shù)通過提供動(dòng)作捕捉的搜索算法，其有益效果在于：采用概率驅(qū)動(dòng)搜索路徑和逐層擴(kuò)展聚類搜索方法搜索標(biāo)記，提高了搜索標(biāo)記的準(zhǔn)確性；采用手工標(biāo)記的方法作為補(bǔ)充，提高了遮擋點(diǎn)跟蹤準(zhǔn)確率。附圖說明為了更清楚地說明本專利技術(shù)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本專利技術(shù)的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為種子點(diǎn)搜索區(qū)域示意圖；圖2為逐層擴(kuò)展示意圖；圖3a為LZP算法的實(shí)驗(yàn)結(jié)果圖；圖3b為本申請算法的實(shí)驗(yàn)結(jié)果圖。具體實(shí)施方式下面將結(jié)合本專利技術(shù)實(shí)施例中的附圖，對本專利技術(shù)實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本專利技術(shù)一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本專利技術(shù)中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本專利技術(shù)保護(hù)的范圍。與傳統(tǒng)算法比較，本申請的搜索算法也包括兩個(gè)主要步驟，下面分別介紹種子點(diǎn)的搜索算法和標(biāo)記的聚類搜索算法。(1)種子點(diǎn)搜索算法的改進(jìn)采用一種概率驅(qū)動(dòng)搜索方法,即搜索路徑和搜索步長的確定依據(jù)搜索成功概率的大小，通過對標(biāo)記區(qū)域的形狀大小和運(yùn)動(dòng)方向特性分析建立了種子點(diǎn)的搜索路徑和搜索步長。首先由于攝像機(jī)一秒能拍攝24幀左右,相鄰幀的間隔時(shí)間很小，標(biāo)記的位置在相鄰幀中不可能差太多，算法容易設(shè)定一個(gè)搜索區(qū)域邊界值。其次根據(jù)標(biāo)記運(yùn)動(dòng)的方向性，搜索種子點(diǎn)成功的概率在前一幀坐標(biāo)值和本幀預(yù)測值構(gòu)成的直線上最大；由于運(yùn)動(dòng)可能存在運(yùn)動(dòng)方向的變化，種子點(diǎn)的坐標(biāo)可能會(huì)向兩邊偏移，甚至逆向，于是搜索種子點(diǎn)成功概率向兩邊依次減小。最后通過標(biāo)記形狀大小，可以確定搜索步長，加速種子點(diǎn)的搜索。根據(jù)以上分析，設(shè)搜索區(qū)域?yàn)橐粋€(gè)扇形，如圖1所示。定義標(biāo)記在當(dāng)前幀中的位置與前一幀的位置的差為標(biāo)記的當(dāng)前幀速度，引入a為幀間速度增量(a為前一幀的速度減去前兩幀的速度)。標(biāo)記在前一幀的位置位p，標(biāo)記在當(dāng)前幀的預(yù)測位置位n。扇形的圓心點(diǎn)為點(diǎn)p，半徑在直線pn上，長度為m＝pn+a，扇形的角度為0～360°，即角度是一個(gè)變化的值。搜索步長d設(shè)置為：前一幀對應(yīng)標(biāo)記半徑的一半。搜索路徑為：首先在中心半徑上搜索，從點(diǎn)p到點(diǎn)m，然后依次向兩個(gè)方向擴(kuò)展在其他半徑上搜索，擴(kuò)展的間隔角度為360°，這個(gè)間隔角度的確定是為了在圓周上達(dá)到搜索得步長間隔而設(shè)計(jì)。(2)標(biāo)記的聚類搜索算法的改進(jìn)聚類搜索的目的包括：以種子點(diǎn)開始搜索到整個(gè)標(biāo)記區(qū)域；搜索結(jié)果要保證是最大的一個(gè)內(nèi)接準(zhǔn)圓形。由于本實(shí)施例采用的標(biāo)記是圓球，這樣視頻中的標(biāo)記區(qū)域通常是準(zhǔn)圓形。根據(jù)以上對聚類搜索目標(biāo)的分析，設(shè)計(jì)如圖2所述的逐層擴(kuò)展聚類搜索算法。算法以種子點(diǎn)為中心，逐層搜索四個(gè)邊界，并記錄四個(gè)中心點(diǎn)的坐標(biāo)，如果某個(gè)方向搜索結(jié)束(沒有符合特征的象素了)，就停止這個(gè)方向的搜索，同時(shí)通過對搜索結(jié)果區(qū)域的對角線來判斷是否是一個(gè)準(zhǔn)圓域。搜索結(jié)束條件：l)四個(gè)方向都結(jié)束；2)搜索結(jié)果區(qū)域非準(zhǔn)圓域。試驗(yàn)表明算法能夠擴(kuò)展搜索到整個(gè)標(biāo)記區(qū)域,并且與種子點(diǎn)的初始位置無關(guān)。如圖3a、3b所示，同樣以白色種子點(diǎn)為起始，八鄰域螺旋搜索只搜索一個(gè)周就結(jié)束了，而本算法向上和向左都搜索了一層，向下和向右都搜索了四層，而且區(qū)域基本覆蓋了整個(gè)標(biāo)記區(qū)域。從而更準(zhǔn)確的反映了這個(gè)標(biāo)記的位置和形狀。對同一個(gè)視頻文件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表1是與LZP基本跟蹤算法對比的結(jié)果，由于改進(jìn)了標(biāo)記搜索算法，提高了孤立標(biāo)記的搜索準(zhǔn)確率；采用手工標(biāo)記的方法作為補(bǔ)充，提高了遮擋點(diǎn)跟蹤準(zhǔn)確率。表1特征基本算法本申請的算法孤立標(biāo)記點(diǎn)正確率88％95％自遮擋標(biāo)記點(diǎn)正確率70％85％以上所述僅為本專利技術(shù)的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本專利技術(shù)，凡在本專利技術(shù)的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本專利技術(shù)的保護(hù)范圍之內(nèi)。本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種動(dòng)作捕捉的搜索算法，其特征在于，包括以下步驟：步驟1：種子點(diǎn)的搜索，首先設(shè)定一個(gè)搜索區(qū)域邊界值，其次根據(jù)標(biāo)記運(yùn)動(dòng)的方向性，種子點(diǎn)坐標(biāo)向兩邊偏移，最后通過標(biāo)記形狀大小，確定搜索不長，加速種子點(diǎn)的搜索；步驟2：標(biāo)記的聚類搜索，首先以種子點(diǎn)為中心，逐層搜索四個(gè)邊界，記錄四個(gè)中心點(diǎn)的坐標(biāo)，其次如果某個(gè)方向沒有符合特征的像素，就停止這個(gè)方向的搜索，最后通過對搜索結(jié)果區(qū)域的對角線來判斷是否是一個(gè)準(zhǔn)圓域，當(dāng)四個(gè)方向都結(jié)束或搜索結(jié)果區(qū)域非準(zhǔn)圓域，則搜索結(jié)束。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種動(dòng)作捕捉的搜索算法，其特征在于，包括以下步驟：步驟1：種子點(diǎn)的搜索，首先設(shè)定一個(gè)搜索區(qū)域邊界值，其次根據(jù)標(biāo)記運(yùn)動(dòng)的方向性，種子點(diǎn)坐標(biāo)向兩邊偏移，最后通過標(biāo)記形狀大小，確定搜索不長，加速種子點(diǎn)的搜索；步驟2：標(biāo)記的聚類搜...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：不公告發(fā)明人，
申請(專利權(quán))人：上海盟云移軟網(wǎng)絡(luò)科技股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：上海;31