41、Kinect技术：原理、算法与应用

Kinect技术：原理、算法与应用

1. Kinect简介

Kinect是微软为其Xbox 360平台开发的视频游戏技术，用户可以通过自然的身体动作来控制游戏。它主要由三个部分组成：
- 传感器：能以帧率提供精确的深度图和彩色图像。
- 姿态估计算法：用于估计每一帧中玩家的姿态（关节位置）。
- 跟踪算法：利用上述信息，随着时间平滑地恢复3D运动学模型（骨骼）的参数（关节角度）。

Kinect在计算机视觉领域取得了巨大成功，截至2011年已售出数百万台。其成功的关键因素包括：
1. 传感器性能 ：由Primesense开发的传感器，以30Hz的频率提供VGA分辨率（480×640像素）的深度图和UXGA分辨率（1200×1600像素）的RGB图像。采用Light Coding™技术，通过黑白相机观察投影的红外图案，并在专用芯片上解码。具有速度快、成本低的特点，适合作为大众市场视频游戏套装的一部分。
2. 易于模拟数据 ：距离图像比普通照片更容易进行真实模拟，因为它没有颜色、纹理或光照变化。这使得生成合成数据来训练准确的分类器变得容易，且不易过拟合。
3. 投票程序的鲁棒性 ：投票程序对单个投票者的错误具有较强的鲁棒性。即使在单个像素级别存在较高的错误率（40%），仍能实现出色的姿态估计结果。
4. 跟踪组件的作用 ：Kinect的整体有效性和鲁棒性部分归功于其跟踪组件。虽然具体细节是专有的，但它可以利用时间信息来平滑恢复的骨骼参数，并从关节检测错误中恢复。

此外