基于机器学习与单目视觉的个性化人体建模技术研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61602165
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    21.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0209.计算机图形学与虚拟现实
  • 结题年份:
    2019
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2019-12-31

项目摘要

Reconstruction of 3D human models has recently gained tremendous interests as its widespread use in domains such as computer games, online virtual try-on and ergonomics. Scanning cost, speed and usability are important challenges for the state-of-art methods. In this project, we aims for the digital avatar application and takes research on 3D human model reconstruction based on monocular video and machine learning algorithm. This method has the advantage of low cost since it does not require any additional 3D scanning equipment. The scanning speed is also guaranteed which satisfies the requirements of the real-time interaction in virtual reality application. Besides, the reconstructed model has high quality which can be directly used in the online applications such as virtual try-on without any modification. Research contains the following specific lines of investigation: (1) explore a pose-invariant statistical model based on Laplace differential coordinates and statistical analysis, which can separate details from the basic model; (2) explore the feature representation method which combines the self-learned feature from convolutional neural networks with shape indexed feature; (3) explore the 3D human model reconstruction method from single or multiple still images based on the cascaded classification-regression forest and the proposed statistical model; (4) explore non-rigid mesh align algorithms under different views to further improve the reconstruction quality. This project takes a new try with the machine learning in the research of 3D human model reconstruction. The project outcome will have a wide range of applications in games, virtual reality, experience-based tourism and other domains.
三维人体模型由于在游戏、虚拟试衣、人机工程等领域中的广泛应用而成为近年的研究热点。本项目面向数字虚拟化身等精度要求不高的虚拟现实应用,拟突破三维人体重建过程中成本、速度以及易用性方面的制约,结合机器学习算法,研究基于单目视觉的的三维人体模型快速建模技术。该方法无需额外的三维扫描设备,成本低廉,简单易用,重建速度快,重建模型质量高,无需后期处理即可应用于虚拟试衣等在线应用。研究内容包括:基于基本几何模型与细节模型分离的思想,利用Laplace微分坐标构建与姿态无关的参数化人体模型;研究利用卷积神经网络自学习特征与形状索引特征相结合的特征表示方法;基于级联分类-回归森林的机器学习方法,研究基于单幅或多幅静止图像的三维人体模型重建方法;研究多视角下非刚性人体模型的对齐与融合的方法,以提高三维重建的质量。本项目为三维人体重建的研究提供了新思路,在游戏、虚拟现实以及体验式旅游等领域中有广泛的应用。

结项摘要

三维人体模型由于在游戏、虚拟试衣、人机工程等领域中的广泛应用而成为近年的研究热点。本项目面向数字虚拟化身等精度要求不高的虚拟现实应用,研究了基于单目视觉与深度学习的三维人体重建的关键技术,设计与实现了一个基于深度学习与单目视觉的三维人体重建系统。主要的研究成果包括:(1)分析与比较了常用的三维人体模型的参数化表达,设计了一种改进的SMPL参数化人体模型;(2)基于改进的SMPL参数化人体模型,提出了一种基于生成对抗网络模型的三维人体重建方法;(3)基于分而治之的思想,提出了一种基于单目视频的动作识别方法。本项目已申请发明专利1项,软件著作权1项,发表学术论文4篇,培养学生6名,已达到项目的预期成果要求。本项目为三维人体重建的研究提供了新思路,在游戏、虚拟现实以及 体验式旅游等领域中有广泛的应用。

项目成果

期刊论文数量(2)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(2)
专利数量(1)
GPU-accelerated 2D OTSU and 2D entropy-based thresholding
GPU 加速的 2D OTSU 和基于 2D 熵的阈值处理
  • DOI:
    10.1007/s11554-018-00848-5
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Journal of Real-Time Image Processing
  • 影响因子:
    3
  • 作者:
    Xianyi Zhu;Yi Xiao;Guanghua Tan;Shizhe Zhou;Andrew Chi-Sing Leung;Yan Zheng
  • 通讯作者:
    Yan Zheng
PatchSwapper: A novel real-time single-image editing technique by region-swapping
PatchSwaper:一种新颖的区域交换实时单图像编辑技术
  • DOI:
    10.1016/j.cag.2018.03.002
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    COMPUTERS & GRAPHICS
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Shizhe Zhou;Chengfeng Zhou;肖懿;GuanghuaTan
  • 通讯作者:
    GuanghuaTan

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其他文献

特征保持的大规模点云曲面自由变形
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    浙江大学学报(工学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    谭光华;张引;许秋儿;吴双卿;张三元
  • 通讯作者:
    张三元
基于DAA的认知超宽带共存通信设计及性能分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    系统工程与电子技术
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    肖竹;谭光华;王东;李仁发
  • 通讯作者:
    李仁发

其他文献

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AI项目思路

AI技术路线图

谭光华的其他基金

知识与结构协同感知的胎儿超声实时质量控制关键技术研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    54 万元
  • 项目类别:
    面上项目
知识与结构协同感知的胎儿超声实时质量控制关键技术研究
  • 批准号:
    62272159
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    54.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于结构感知的胎儿超声标准切面智能识别与检测关键技术
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    57 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

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  • 批准号:
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相似海外基金

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知道了

AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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