获取真实人体表面的三维信息是计算机视觉和图形学等领域中的一项基本任务,对虚拟现实、纺织服装、三维测量等方面有着非常广泛的应用价值。对于三维人体扫描和数据获取来说,微软新近推出的Kinect for Windows深度摄像头具有能实时采集...
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获取真实人体表面的三维信息是计算机视觉和图形学等领域中的一项基本任务,对虚拟现实、纺织服装、三维测量等方面有着非常广泛的应用价值。对于三维人体扫描和数据获取来说,微软新近推出的Kinect for Windows深度摄像头具有能实时采集人体表面的深度信息及彩色图像的显著优势,其价格低廉、结构小巧,且受纹理和光照等的影响较小,非常适合用于建立成本低廉且方便易用的人体三维扫描与重建系统。本文通过采用多台Kinect摄像头尝试建立一个能够扫描获取较高精度数据的人体三维扫描系统,利用该系统所获取的数据重建出精度较高的人体表面三维模型,本文主要的研究工作如下所述:针对单个Kinect获取人体全身三维数据的质量较差,而采用多Kinect获取数据时设备之间会产生相互干扰的问题,本文基于三台Kinect设计了一种可以提高获取的数据质量同时避免相互干扰的系统。在模型的重建过程中,针对采用非刚体配准方法完成模型的重建中出现的误差累积问题,提出了在变形配准空间上采用全局优化的策略来消除误差的影响,经过优化后生成的人体三维模型配准效果较好。对重建的人体模型网格化后得到的网格模型存在孔洞缺失、退化和自相交问题,为此本文提出了一种能够自动修补网格模型缺陷的方法。其中,原始输入模型的拓扑关系通过拓扑重建来对网格的关联性进行修复,在对退化的三角形和自相交问题处理上,采用了swap/collapse策略从而改进了多边形网格的几何校正。修复完成后输出的结果为单一拓扑空间的网格模型,拓扑结构缺陷被修复,同时模型的退化和自相交缺陷也被有效地消除。最后,在人体三维重建模型的应用方面,本文主要针对三维虚拟试衣技术方面尝试了一种基于特定的人体模板模型的人体姿态实时跟踪方法。文中主要针对通过最近点的姿势追踪方法需要姿势调整的问题上提出了三点改进策略,通过改进后模板能够更加准确地追踪测试者的姿态,且输出的姿态追踪网格模型能随着时间的推移保持一致的拓扑结构。
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