论文总字数：28688字

摘 要

随着现在互联网的发展，人机交互技术与廉价的体感设备得到了发展与改善，使体感技术成为了研究的热点。由于现在越来越多的人喜欢购物逛街，本文的虚拟试衣镜就有了它存在的价值，它可以高效的辅助用户进行试穿换衣，通过一些简单的手势隔空操控，就可以轻松快捷的浏览试穿的效果了。

本文的主要目标是利用Kinect捕获数据解析、骨骼数据映射、目标位置跟踪以及目标与人体的适应性调节等技术来模拟一个虚拟的试衣镜。通过一些简单的手势隔空虚拟按钮，让用户能自己选择服装搭配，并且结合生活中服装的尺寸区分，实现了对服装的大小控制，从而可以提高虚拟服装与现实用户的粘合度。

本文构建了一个虚拟的试衣架构，主要包含四方面的内容。首先获取Kinect数据，主要包括RGB-D视频数据和骨骼数据，对系统界面进行设计和预处理。然后利用骨骼数据映射技术将关键骨骼坐标映射成图像坐标显示在屏幕上。再利用骨骼数据与衣服位置数据相适应方法，实现服装的初始位置适应、通过简单的手势控制系统。最后采用骨骼跟踪技术实现跟踪移动的仿真效果。

关键词：Kinect原理 人体坐标 骨骼跟踪 手势操控 虚拟试衣

ABSTRACT

With the development of the Internet, human-computer interaction technology and inexpensive sensory devices have been developed and improved, making the sensory technology become a research hotspot. As more and more people like shopping and shopping, the virtual fitting mirror in this paper has its value. It can effectively assist users to try on and change clothes. Through some simple gesture control, it can easily and quickly browse the effect of try-on.

The main objective of this paper is to Simulate a virtual mirror which contains the technology of using Kinect to simulate a virtual mirrorcapture data analysis, mapping skeletal data, tracking the target location and improving the adaptability between human and clothes. The user can choose the dress collocation by clicking some simple gesturesacross the empty virtual buttons. In addition, because of the size distinction of clothes in real life , It realizes the size control of clothing, which can improve the adhesion of virtual clothing and real user.

This paper constructs a virtual fitting structure, which mainly includes four aspects.First, Access to Kinect data by NUI, which includes RGB-D video data and skeletal data.And using the data to design the system interface and Some pretreatment. Then mapping the key skeletal coordinate into image coordinates and display on the screen using the technology of the skeletal data mapping. Then making the skeletal data and the initial position of clothes to fit each other and controling the system by some simple gesture through adapt the skeletal data with the location of clothes. Finally, simulation results of tracking mobile by the technology of skeletal tracking.

Keywords: Operation principle of Kinect; human coordinate; skeletal tracking; hand gesture control; Virtual fitting

目 录

摘 要 I

ABSTRACT II

第一章 绪论 1

1.1课题研究背景及研究意义 1

1.2 国内外发展状况 1

1.2.1 国外发展状况 1

1.2.2 国内发展状况 2

1.3 本课题研究的内容及要解决的问题 2

1.3.1课题研究的主要内容 2

1.3.2课题指导思想 3

1.3.3课题主要解决问题 3

1.3.4论文结构 4

第二章 人机交互技术之Kinect 5

2.1 人机交互技术 5

2.1.1 Kinect体感交互技术 5

2.2 Kinect系统架构 6

第三章 Kinect虚拟试衣镜系统分析与设计 7

3.1 系统需求分析 7

3.1.1 系统简要功能需求 7

3.2 系统总体设计 7

3.2.1 设计思路 7

3.2.2 已提供硬件配置 9

3.3 系统原理概述 9

3.3.1 深度图像处理 9

3.3.2骨骼跟踪 11

3.3.3 骨骼识别 11

3.3.4 运动捕获 13

3.3 开发环境搭建 15

3.3.1 Kinect for Windows开发环境模式 16

3.3.2 OpenNI SensorKinect Nite开发模式 16

3.3.3 开发环境模式对比及双驱动开发 17

3.3.4 本系统开发环境 18

3.4 本章总结 19

第四章 基于Kinect的虚拟试衣平台构建 20

4.1 传统虚拟试衣平台 20

4.2 系统框架设计 20

4.3 模块设计 20

4.3.1 运动捕获模块设计 20

4.3.2 衣服模块设计 21

4.3.3 场景模块设计 21

4.4 交互设计 22

4.5 本章总结 23

第五章 虚拟试衣的构建与模拟 24

5.1 Kinect数据解析 24

5.2 Kinect运动捕获 24

5.3 衣服构建 27

5.4 虚拟试衣 27

5.5 本章总结 29

第六章 结论与展望 30

6.1结论 30

6.2 不足之处及未来展望 30

参考文献 31

致 谢 32

附录A：部分主要代码 33

第一章 绪论

1.1课题研究背景及研究意义

伴随着社会的发展，以往那些传统的人机交互已经无法很好的满足人们的需求。目前各大公司及众多研究者们都在探寻着更加高效、更加简单方便、更加人性智能化的交互方式．人机交互伴随着时代的需求的发展而发展，它从最开始的追求精确的输入输出值，而忽略了人的因素到现在的以人为第一考略点的情感交互，虚拟现实等等。目前体感技术是目前比较热门的一个研究热点，其中微软的Kinect对其应用研究较为广泛。

伴随着微软Kinect体感设备的不断开发，虚拟试衣镜技术成为了新的研究热点。与传统的试衣技术不同的是，虚拟试衣技术能够高效快捷的帮助人们来试穿衣服，并且也能很好的展示试穿后的效果。它操作起来也是容易上手，只需要抬手隔空对着屏幕按钮按动，就可以完成换装的效果。这类技术主要应用到传感技术和图形学，将硬件与软件相结合从而达到了虚拟世界的体验。

1.2 国内外发展状况

近年来，伴随着自然人机交互技术的发展以及廉价体感设备的改进，国内外针对如何结合体感技术和三维虚拟试衣的研究都非常火热，(如图1-1 a 所示)(如图1-1 b 所示)等都是目前市场上比较主流的试衣系统。

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