3、计算机图形与信号处理技术前沿：从动画合成到波束形成

计算机图形与信号处理技术前沿：从动画合成到波束形成

在计算机科学与工程领域，图形动画合成和信号处理技术一直是研究的热点。本文将深入探讨两种不同但同样重要的技术：基于贝叶斯网络的人类行走动画合成方法，以及针对扩展声矢量传感器阵列的稳健最优波束形成方法。

基于贝叶斯网络的人类行走动画合成

在动画制作领域，合成逼真的人类行走动画是动画师们长期追求的目标。传统方法往往难以满足复杂的时空约束和自然度要求。而基于贝叶斯网络的方法为解决这一问题提供了新的思路。

• 数据预处理

  • 行走单元分割 ：将原始的运动捕捉数据分割成具有高度相似性的行走单元。行走过程可分为双支撑（DS）阶段和单支撑（SS）阶段，相邻的SS阶段和DS阶段构成一个行走单元。由于行走主要涉及腿部运动，因此主要关注根关节和两个腿部关节。
  • 足迹参数提取 ：在一个行走单元中，人类向前迈步并留下三个足迹：摆动脚起飞足迹Ft、支撑脚足迹Fs和摆动脚着陆足迹Fl。这三个足迹构成一个三角形，通过三角形的三条边长（a, b, c）表示足迹位置的变化，通过相邻足迹之间的角度（d, e）表示方向的变化。此外，还考虑单元持续时间（f）和支撑脚的一侧（s）作为足迹参数。
  • 关键帧提取 ：关键帧不仅是运动的描述，也是运动的存储方式。为了提取行走单元之间的相似性，将根关节的平移自由度转换为局部表示，使用根关节与三个足迹之间的距离作为局部表示。关键帧提取基于曲线简化，首先计算每个帧的自由度的加权和并