1.一種基于低秩矩陣分析的三維骨架修復(fù)方法,其特征是,利用凸低秩矩陣恢復(fù)模型,通過最小化L1范數(shù)和核范數(shù)的和,來糾正低秩矩陣中的錯誤元素,從而得到一個理想的矩陣,從而修復(fù)毀壞的骨架,實現(xiàn)對復(fù)雜運動的準(zhǔn)確、光滑的重建。
2.如權(quán)利要求1所述的基于低秩矩陣分析的三維骨架修復(fù)方法,其特征是,所述凸低秩矩陣是將破損的骨架信息整合得到的一個低秩矩陣D,低秩矩陣D的每一列,分別表示骨架的21個節(jié)點;低秩矩陣D的行代表各幀骨架節(jié)點的三維全局坐標(biāo)位置;然后對矩陣進(jìn)行SVD分解進(jìn)行低秩驗證。
3.如權(quán)利要求1所述的基于低秩矩陣分析的三維骨架修復(fù)方法,其特征是,利用凸低秩矩陣恢復(fù)模型,通過最小化L1范數(shù)和核范數(shù)的和,得到一個理想的矩陣,從而修復(fù)毀壞的骨架具體步驟是,
1)將骨架修復(fù)問題建模:
D=A+E (1)
其中,D為破損的骨架信息整合構(gòu)成的矩陣,A是經(jīng)過矩陣修復(fù)之后得到的修復(fù)好的骨架三維坐標(biāo)構(gòu)成的矩陣,E是差錯矩陣;
min rank(A)+γ‖E‖0 s.t.D=A+E (2)
其中,rank(A)是矩陣A的秩,‖E‖0是矩陣E的L-0范數(shù),γ是一個平衡A與E之間的比重的權(quán)重項,γ>0,由于上述方程是NP-難解問題,所以將上述方程重新描述為,
min‖A‖*+λ‖E‖1 s.t.D=A+E (3)
其中,‖A‖*是矩陣A的核范數(shù),σi是矩陣A的奇異值,‖E‖1是矩陣E的L-1范數(shù),λ>0,是一個權(quán)重系數(shù);利用增廣拉格朗日方法進(jìn)行最終求解。
4.如權(quán)利要求3所述的基于低秩矩陣分析的三維骨架修復(fù)方法,其特征是,利用增廣拉格朗日方法進(jìn)行最終求解具體步驟是,引入縮小變量和門限變量,并求解低秩矩陣的線性方程,再分別求解凸優(yōu)化方程:
方程(3)的拉格朗日方程為:
其中,Y-problem:Yk+1=Y(jié)k+μ(D-Ak+1-Ek+1),μk+1=ρμk,ρ>1;
其中||·||F表示的是矩陣的F范數(shù),E-problem中的Sδ(x)是縮小變量,其中Sδ(x)=sgn(x)max(|x|-δ,0);A-problem中的Mδ(x)是奇異值門限變量,其中Mδ(x)=USδ(Λ)V,U,V分別是對x進(jìn)行奇異值分解后的左、右特征向量矩陣,Λ是對角矩陣,對角線上的元素為x的奇異值;λ和μ都是正的常數(shù),Y是拉格朗日乘子,<·,·>表示將兩個矩陣看成長向量的內(nèi)積;
再分別求解凸優(yōu)化方程:
在增廣拉格朗日解法的框架下,λ,μ和Y可以有效更新,對變量E、A進(jìn)行迭代最小化,更新拉格朗日乘子Y,最終得到修復(fù)矩陣A。