[发明专利]一种基于图像序列的三维动画检索方法

说明书

技术领域：

本发明属于多媒体信息检索领域，特别是一种基于图像序列的三维模型动画检索方法。

背景技术：

三维模型动画检索是多媒体信息检索领域的热点问题，特别是三维动画影视和游戏的发展，具有广阔的应用前景，国内外许多机构正致力于这一方面的研究。近年来3D影视的兴起，需要为所建动画角色添加一系列的动画，这会耗费大量时间，人们就需要一种快速有效的模型动画检索方法。在国外公开的文献中，Jackie Assa. “Human Motion Retrieval from Hand-Draw Sketch”In ” IEEE Trans Vis Comput Graph. 2011 Mar 2 ”，提出了人基于运动轨迹的动作识别方法，关于现行的三维模型动画检索机制，总体来说分为2大类：基于特定对象的比对时间帧的检索方法，和基于特定对象的比对轨迹的检索方法。

    但上述检索方法有几点不足：

   （1）逐帧比较容易受到诸如速度快慢因素的影响，影响最终检索效果，就是基于动态时间弯曲法，虽然克服了速度因素，但该方法是检索最优路径，需要添加带宽约束，不同的约束检索效果不同，而且这种检索方法是基于局部特征的运动比对，缺少整体特征的描述，从而影响检索结果；再者对于数据处理需要大量的存储空间，数据检索也会耗费大量时间。

   （2）两种方法都是基于特定对象的，是在对象已知的情况下进行检索，而实际中需要对各种模型动画进行检索。因此现有技术存在着适用范围窄的问题。

    下面对与本发明有关的技术进行简单介绍：

   （1）主成分分析法：它是一种对数据进行分析的技术，最重要的应用是对原有数据进行简化，可以有效地找出数据中最主要的元素和结构，去除噪声和冗余，将复杂数据降维，揭示隐藏在背后的简单结构，具有广泛应用，本发明中用来进行图像数据的融合。

   （2）光流法：光流是空间运动物体在成像面上的像素运动的瞬时速度，利用图像序列中的像素强度数据的时域变化和相关性来确定各自像素位置的运动，目前，光流计算大致分为三类：基于匹配的、频域的和梯度的方法，本发明中用的是基于区域匹配的计算方法。

发明内容：

本发明要提供一种基于图像序列的三维模型动画检索方法，以克服现有技术存在的容易受到起始动作的影响、耗费时间多和适用范围窄的问题。

为了克服现有技术存在的问题，本发明提供的技术方案是：一种基于图像序列的三维动画检索方法，依次包括下述步骤：

一、服务器端三维模型的图像阵列的获取：在三维模型动画数据库中设置n个摄像机，编写脚本使得模型成正n面体分布，使模型处于摄像机中心，并使得每个摄像头视轴线指向模型质心，获得模型各个视角图像，组成图像阵列；

二、服务器端获取每一帧模型图像：对每个模型的每一帧的n幅图像组成的图形阵列，用主成分分析法（PCA）进行图像融合，从而得到一帧的模型图像；

三、在服务器端生成特征数据库：

   （1）将得到的每一帧模型图像组成图像序列，然后对图像序列的第一帧和第二帧提取光流光流特征，接着对第二帧和第三帧提取光流特征，以此类推直至最后一帧；

   （2）对得到的每个模型动画的光流描述取均值，得到的结果作为整个模型动画的描述，从而生成特征数据库；

四、在服务器端生成客户端提供的图像序列的特征：将客户端图像序列，按照特征数据库生成的方法，来生成客户端图像序列动画的特征描述；

五、服务器端返回给客户端检索得到的模型动画：将得到的客户端动画特征与特征数据库中的特征进行比较，用用Fleet and Jepson提出的角误差测量方法作为量度，取其中误差较小的作为返回动画的索引并返回给客户检索结果。

上述的步骤三（1）中，具体包括以下步骤：

   （a）运用运动中基于区域的匹配方法来描述物体的运动，首先建立运动模型：

   （b）提出假设：a.图像中点的亮度是不变的；b.临近点以相同速度移动