一种运动捕捉的数据修复方法、系统及运动捕捉系统

摘要

本发明公开了一种运动捕捉的数据修复方法，包括以下步骤：采集运动物体上多个标记点的两帧或两帧以上运动图像数据，分别追踪多个标记点的运动轨迹，以确定帧的缺失点和有效点；计算前一帧中，与缺失点相邻的两个或两个以上有效点的参数集，以及缺失点分别与两个或两个以上有效点之间的距离之和；根据参数集和计算得到的缺失点分别与两个或两个以上有效点之间的距离之和，分别计算两个或两个以上有效点与其在当前帧中对应点组成的运动向量的权重，并将计算得到的权重结合参数集，得到缺失点在当前帧的位置。应用该运动捕捉的数据修复方法对人脸表情进行运动捕捉时，充分考虑了人脸肌肉这种非刚性结构的运动机理，从而提高了缺失点的修复精度。

主权项

一种运动捕捉的数据修复方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤一：采集运动物体上多个标记点的两帧或两帧以上运动图像数据，并根据采集的所述运动图像数据分别追踪所述多个标记点的运动轨迹，以确定帧的缺失点和有效点；步骤二：计算前一帧中，与所述缺失点相邻的两个或两个以上所述有效点的参数集，以及所述缺失点分别与所述两个或两个以上有效点之间的距离之和；其中，所述参数集包括：由两个或两个以上所述有效点的位置构成的点集、由所述缺失点分别与所述两个或两个以上有效点之间的距离构成的距离集、以及由所述两个或两个以上有效点分别与所述两个或两个以上有效点在当前帧中对应的标记点之间的向量构成的向量集；步骤三：根据所述参数集和计算得到的所述缺失点分别与所述两个或两个以上有效点之间的距离构成的距离集元素之和，分别计算所述两个或两个以上有效点分别与其在当前帧中对应的标记点之间的向量集元素的权重，并将计算得到的所述权重结合所述参数集，得到所述缺失点在当前帧的位置；其中，步骤一具体包括以下步骤：比较前一帧中所述多个标记点的运动图像数据与当前帧中所述多个标记点的运动图像数据，将当前帧的所述多个标记点中，位置在前一帧标记点的位置预设范围内的标记点作为前一帧标记点在当前帧的对应标记点，以得到所述多个标记点的运动轨迹，并将前一帧中在当前帧存在对应标记点的标记点作为有效点，将前一帧中在当前帧中不存在对应标记点的标记点作为缺失点；其中，步骤三具体包括：当所述两个或两个以上有效点具体为三个有效点时，步骤三中的向量集元素的权重求取公式为： ω i = [ 1 + cos ( di dall × π ) 2 ] 4 当所述两个或两个以上有效点具体为四个或四个以上有效点时，步骤三中的向量集元素的权重求取公式为： ω i = cos ( d i - Rs Rf - Rs × π 2.5 ) 其中，di为第i个与缺失点相邻的有效点与缺失点之间的距离，i≥1，dall为与缺失点相邻的有效点分别与缺失点之间的距离之和，ωi为第i个与缺失点相邻的有效点与其在当前帧中对应的标记点之间的向量的权重，Rs为缺失点及与其距离最近的有效点之间的距离，Rf为缺失点及与其距离最远的有效点之间的距离；当所述两个或两个以上有效点具体为三个有效点时，所述将计算得到的所述权重结合所述参数集，得到所述缺失点在当前帧的位置的求取公式为： Pt ′ = Pt + Σ i = 1 n ω i V i 当所述两个或两个以上有效点具体为四个或四个以上有效点时，所述将计算得到的所述权重结合所述参数集，得到所述缺失点在当前帧的位置的求取公式为： Pt ′ = Pt + Σ i = 1 n ( ω i V i ) Σ i = 1 n ω i 其中，Pt为所述缺失点，Pt＇为当前帧中与所述缺失点Pt对应的标记点位置，Vi为与缺失点相邻的第i个有效点与所述第i个有效点在当前帧中对应的标记点之间的向量，n为有效点个数。