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毕业论文-基于视频的人体骨架步态协同研究，共91页，29000字，附程序、图、任务书、开题报告、答辩PPT、译文。
摘要：
基于视频的人体运动分析是计算机视觉研究领域的重要课题之一，其研究在人体动画、游戏、人机交互、视频监控、体育运动分析等领域均有着广阔的应用前景。本文以图像处理、计算机视觉、计算机动画、骨运动学等学科为基础，结合计算机动画领域的发展方向，对基于视频的人体骨架提取以及步态协同方式进行了研究。
首先，通过对彩色视频图像进行序列化处理、图像灰度值转化、正则滤波降噪、帧差法确定背景模型、背景差分法定义运动图像区域、形态学处理、边缘检测等步骤，清晰、准确地定义了目标人体步态轮廓。其次，通过分析目前人体骨架提取的主要算法，结合人体骨架在步态协同中的关键性，提出了“带膝关节的星形人体骨架模型”。 然后，结合骨运动学的理论对步态协同方式进行程序上的分解，即：关节点运动、骨骼动作、运动姿态。并利用四元数，对带膝关节的星形人体骨架的特征点进行位置角度信息的提取并得出人体步态模型。最后，在MATLAB平台上建立基于群组关系的三维虚拟动画模型，将Simulink作为接口、特征点位置角度信息作为输入信号对虚拟人物进行控制，使之按照预定的姿态进行运动，实现步态协同。
本文的研究对人体骨架模型的描述方式以及计算机动画制作方式的发展具有一定的意义。
关键词：带膝关节的星形人体骨架，步态协同，特征点，四元数，虚拟现实

目录
前言 1
1 绪论 2
1.1 课题研究背景 2
1.2 研究现状 2
1.2.1 基于视频的人体运动分析的发展 2
1.2.2 基于视频的人体骨架提取与应用 3
1.2.3 人体骨架在动画制作上的发展与应用 4
1.3 课题研究内容 5
1.4 论文结构安排 6
2 基于视频定义目标人体步态轮廓 7
2.1 引言 7
2.2 视频序列预处理 8
2.3 定义视频源背景模型及人体检测 9
2.3.1 帧差法 9
2.3.2 背景模型建立 11
2.3.3 人体检测方法——背景差分法 12
2.4 定义目标人体步态轮廓 13
2.4.1 形态学处理 13
2.4.2 边缘检测 15
2.5 小结 15
3 主副骨架相结合的目标人体骨架提取 16
3.1 引言 16
3.2 人体骨架的概念及基本骨架提取法 16
3.3 带膝关节的星形人体骨架模型 19
3.3.1 主骨架 19
3.3.2 副骨架 20
3.3.3 带膝关节的星形人体骨架 23
3.4 小结 24
4 基于四元数的人体骨架特征点信息提取 28
4.1 引言 28
4.2 特征点定义与协同方式的研究 28
4.3 基于四元数的特征点位置角度矢量信息提取 30
4.3.1 四元数的定义及应用 30
4.3.2 特征该位置角度矢量信息提取 32
4.4 基于四元数的人体步态模型 35
4.5 小结 36
5 步态协同在MATLAB虚拟现实工具箱中实现 37
5.1 引言 37
5.2 MATLAB虚拟现实工具箱简介及应用 37
5.2.1 虚拟现实工具箱 37
5.2.2 V-Realm Build可视化编辑器 38
5.3 人体骨架步态协同在MATLAB虚拟现实工具箱中的实现 39
5.3.1 基于群组关系的三维虚拟动画人物模型 39
5.3.2 利用Simulink实现虚拟现实仿真接口 41
5.3.3 实验效果 44
5.4 小结 45
6 总结与展望 46
6.1 总结 46
6.2 展望 47
参考文献 48
致谢 52
附录（主要程序） 53
译文及原文 67