运动目标的检测与跟踪是指从包含运动目标的序列图像中,检测、识别和跟踪运动目标。对运动目标进行跟踪,进一步对其运动轨迹等进行捕捉,可用于虚拟现实、动画制作、人际交互等许多领域。运动捕捉涉及机器视觉、计算机图形学、图像处理等多学科的内容,极具挑战性,更具有广泛的应用,吸引了国内外科学家的关注。对于基于视频的运动捕捉系统,核心的关键技术就是运动目标的预测与跟踪,文中重点介绍了基于颜色的跟踪算法,提出了一些提高跟踪精度的方法,采用Kalman滤波进行目标的预测,同时采用Monte Carlo方法对颜色的直方图进行计算,在此基础上用Camshift跟踪方法进行跟踪。同时本文提出了一些对于特征跟踪的改进方法,如高斯滤波,S分量和V分量的限定,多目标同时跟踪等,并且利用极线方程对双目跟踪进行指导,对跟踪效果进行了改进。本文对运动捕捉的基本框架中主要部分进行了研究设计。介绍了基于颜色特征的跟踪算法,利用双目立体视觉体系下的三维测量原理进行三维还原。同时开发了手势动作的捕捉,利用标记物进行写字等应用。实验结果表明了本系统的实用性和准确性。