近年来动作捕捉系统成为了众多研究领域的热点，在计算机三维动画、生物医学、虚拟现实、机器人技术、安全监视等领域有着广泛的应用。基于视频的动作捕捉系统是一个新的研究方向，具有成本低、易于操作等优点。本文主要研究有标记形式的视频动作捕捉系统的相关技术，包括计算机视觉、视频分析、计算机图形等，将其应用于计算机三维动画方面，对提高三维动画的逼真性与开发效率有重要意义。本文论述了实现有标记形式视频动作捕捉系统的相关技术与原理，阐述了系统的设计与实现过程。首先对标记的跟踪算法进行了研究，对其中的不足进行了分析，并在此基础上进行了改进。通过对标记包含的颜色特性的分析，采用HLS颜色模型对标记进行识别，提高了识别标记的概率；通过对标记形状特性的分析，设计了扩展法搜索标记，能够准确搜索到整个标记，而且能够准确的确定标记的中心；应用人体刚性原理验证跟踪的正确性，很好地解决了在搜索过程中的失误情况；设计了数据平滑处理方法，克服了动作的抖动。其次通过对人体关节和人体骨骼运动关系的分析，结合对三维动作文件格式的研究，给出了3D Stdio MAX脚本和BVH文件的生成方法。最后应用改进技术设计了视频动作捕捉原型系统，详细阐述了系统的设计思路和系统架构，论述了系统中各层功能的详细设计，还有系统的功能和使用方法等。实验证明本文的算法提高了系统对标记跟踪的准确性和生成的三维动作的逼真性。设计的视频动作捕捉原型系统对于开发商业化系统有一定指导性。