人體運(yùn)動(dòng)合成的機(jī)器學(xué)習(xí)方法研究.pdf

1、隨著以三維電影和游戲?yàn)榇淼臄?shù)字媒體娛樂產(chǎn)業(yè)的興起，計(jì)算機(jī)動(dòng)畫技術(shù)的得到了長足的發(fā)展，已經(jīng)成為國內(nèi)外學(xué)者研究的熱點(diǎn)。其中，人體運(yùn)動(dòng)捕獲技術(shù)因其相對于其他運(yùn)動(dòng)生成技術(shù)的巨大優(yōu)勢，在科學(xué)研究和商業(yè)領(lǐng)域中應(yīng)用十分廣泛，但人體捕獲技術(shù)也存在捕獲成本昂貴、運(yùn)動(dòng)捕獲數(shù)據(jù)重用率低等問題。如何對運(yùn)動(dòng)捕獲數(shù)據(jù)進(jìn)行重用，利用已有運(yùn)動(dòng)序列獲得新的運(yùn)動(dòng)，具有非常重要的研究和經(jīng)濟(jì)意義。
　　 人體運(yùn)動(dòng)合成是指通過對運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)庫中的已有運(yùn)動(dòng)進(jìn)行修改，產(chǎn)生符合

2、要求的新的運(yùn)動(dòng)片段。本文工作的意義在于，通過機(jī)器學(xué)習(xí)算法中的成分分析方法對運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)建立語義化參數(shù)模型，利用帶有具體語義信息的低維參數(shù)控制具有高維特性的人體運(yùn)動(dòng)序列，從而合成出逼真、自然的運(yùn)動(dòng)片段。主要包括以下3方面內(nèi)容。
　　 1.基于獨(dú)立成分分析的運(yùn)動(dòng)風(fēng)格遷移算法。該方法將單個(gè)運(yùn)動(dòng)序列的每一幀作為樣本，對兩個(gè)具有不同風(fēng)格的相似運(yùn)動(dòng)序列的組合進(jìn)行獨(dú)立成分分析，提取出獨(dú)立成分中變化趨勢差異較大的獨(dú)立成分進(jìn)行選擇，將帶有特有風(fēng)格的獨(dú)

3、立成分分量在兩個(gè)運(yùn)動(dòng)序列中遷移，合成出新的運(yùn)動(dòng)序列。通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該算法能夠?qū)崿F(xiàn)運(yùn)動(dòng)風(fēng)格的遷移。
　　 2.基于主成分分析和分塊主成分分析的人體運(yùn)動(dòng)合成?；谥鞒煞址治龅娜梭w運(yùn)動(dòng)合成算法對運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)庫中的相似運(yùn)動(dòng)片段進(jìn)行處理，將高維運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)映射到低維空間中，通過修改低維參數(shù)合成新的運(yùn)動(dòng)，該算法存在低維參數(shù)的不可理解性問題。本文在此基礎(chǔ)上，提出了一種基于分塊主成分分析的人體運(yùn)動(dòng)合成方法。該算法根據(jù)人體骨骼模型對運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)分組，對每個(gè)分

4、組分別進(jìn)行主成分分析，所獲得的低維參數(shù)具有特定的語義。通過實(shí)驗(yàn)證明，用戶可以直觀地理解低維參數(shù)的語義，其算法效率也達(dá)到實(shí)時(shí)水平。
　　 3.基于獨(dú)立成分分析和分塊獨(dú)立成分分析的人體運(yùn)動(dòng)合成。基于獨(dú)立成分分析的人體運(yùn)動(dòng)合成算法過程與基于主成分分析的人體運(yùn)動(dòng)合成算法相似，采用獨(dú)立成分分析對運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，獲得的低維語義參數(shù)解決了可理解性問題。本文對該算法進(jìn)行了改進(jìn)，結(jié)合獨(dú)立成分分析與運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)分組思想，提出了一種基于分塊獨(dú)立成分分析