运动捕获数据管理与检索系统

摘要

随着运动捕获技术的广泛使用，越来越多的人体运动数据被记录下来，并被应用到计算机动画、计算机游戏和辅助教学等领域。如何对大量的运动捕获数据进行有效的组织管理并且从中检索相似运动数据，是进一步利用运动数据的基础。然而，作为一种非结构化数据，使用常规的关系型数据库对运动捕获数据进行存储和管理并不合适。
　　有鉴于此，本文基于非结构化数据管理系统D-Ocean构建了一个三维人体运动数据库。该数据库对运动数据按照运动片段、三维运动姿态、三维姿态投影三个层次进行组织，从而可记录一段运动中的丰富信息，较好的适应今后从各个层次上对运动数据的使用。数据库中设计了关键帧提取、运动分割、特征提取等各种插件。在三维姿态投影的特征提取中，本文提出了一种简单的基于人物主方向的特征。同时，数据库支持关键帧快照方式展示一段运动，提高了浏览运动数据的效率。
　　本文实现了一个基于草图的三维人体运动检索系统。草图是使用鼠标拖拽控制的，使用方便。系统的实验测试结果显示，使用基于人物主方向的特征进行运动检索能够取得不错的效果。

目录

摘要

第1章 绪论

1．1 课题背景

1．2 本文的主要工作

1．3 本文的组织结构

1．4 本章小结

第2章 运动检索及数据管理技术综述

2．1 D-Ocean概述

2．1．1 D-Ocean的体系结构

2．1．2 RAISE模型

2．1．3 D-Ocean系统功能

2．2 运动捕获数据的表示

2．3 三维人体运动检索综述

2．3．1 基于关键字的运动检索

2．3．2 基于数值相似性的运动检索

2．3．3 基于逻辑相似性的检索

2．3．4 三维人体运动检索的常用输入形式

2．4 本章小结

第3章 基于D-Ocean的三维人体运动数据库

3．1 三维人体运动数据库建模

3．1．1 基于D-Ocean的数据建模简介

3．1．2 三维人体运动数据库数据建模

3．2 运动数据预处理软件

3．3 三维人体运动数据库插件设计

3．3．1 三维人体运动关键帧提取插件

3．3．2 三维人体运动分割插件

3．4 运动数据展示

3．5 本章小结

第4章 三维姿态投影的特征提取

4．1 基于关节点平面分布的特征：HOJ3D

4．2 基于人物骨骼方向的特征

4．3 基于主方向的特征

4．3．1 刻画人物主方向

4．3．2 基于人物主方向的特征

4．3．3 运动相似性度量

4．4 本章小结

第5章 基于草图的三维人体运动检索系统

5．1 基于草图的三维人体运动检索系统框架

5．2 三维人体运动预处理模块

5．2．1 提取运动关键帧

5．2．2 三维运动姿态校正

5．2．3 三维姿态投影模块

5．3 用户草图输入信息获取模块

5．4 特征提取模块

5．5 检索匹配模块

5．6 实验测试

5．7 本章小结

第6章 总结与展望

6．1 总结

6．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间主要的研究成果

致谢