專利名稱：人體外形尺寸非接觸式測(cè)量方法及測(cè)量系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種人體外形尺寸非接觸式測(cè)量方法及測(cè)量系統(tǒng)，尤其 涉及一種通過圖像獲取設(shè)備拍攝人體圖像，利用特定算法分析圖像以獲 得人體外形尺寸的測(cè)量方法，還涉及用于實(shí)施該非接觸式測(cè)量方法的測(cè) 量系統(tǒng)，屬于計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)領(lǐng)域。 背暈技術(shù)
在服裝設(shè)計(jì)、服裝剪裁、建筑工程、人體工程學(xué)等諸多領(lǐng)域，獲得 特定個(gè)人或者群體的精確外形尺寸是幵展工作的基本前提之一。特別是 在服裝剪裁領(lǐng)域，由于服裝尺寸必須與人的外形相匹配，而每一個(gè)人的 外形存在明顯的個(gè)體差異，因此更加強(qiáng)調(diào)"量體裁衣"。但是，人們常 用的測(cè)量方法是測(cè)量者借助如巻尺、直尺等工具，憑借測(cè)量者的工作經(jīng) 驗(yàn)，通過手工方式進(jìn)行測(cè)量。這種測(cè)量方式不僅工作效率非常低下，而 且不同測(cè)量者測(cè)得的數(shù)據(jù)也會(huì)存在較大的差異。因此，傳統(tǒng)的手工測(cè)量 方式難以滿足大規(guī)模制作制式服裝時(shí)，高速、準(zhǔn)確地采集有關(guān)人員外形 尺寸的實(shí)際需求。
近年來，人體測(cè)量學(xué)研究致力于通過人體骨骼、肌肉以及脂肪組織 之間的關(guān)系來確定人體體形數(shù)據(jù)，以改進(jìn)測(cè)量的方法來提高測(cè)量的效率
和準(zhǔn)確性。目前，相關(guān)的測(cè)量方法已經(jīng)被國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(International Organization for Standardization,簡(jiǎn)稱ISO)確立為IS07250標(biāo)準(zhǔn) 用于技術(shù)設(shè)計(jì)的人體測(cè)量基礎(chǔ)項(xiàng)目(IS07250: Basic human body measurements for technological design)。 該標(biāo)準(zhǔn)通過識(shí)另ll特征來確 定人體的外形尺寸。具體而言，根據(jù)人體的外部形狀在人體明確定義若 干人體特征點(diǎn)或根據(jù)潛在骨骼結(jié)構(gòu)確定人體特征點(diǎn)的位置，進(jìn)而通過人 體特征點(diǎn)確定人體體形。
目前，已經(jīng)有許多依據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的人體測(cè)量技術(shù)問世。例如，在 美國(guó)專利4,201,226、 4,872,268、 5， 327， 907等中，提出了利用巻尺、 測(cè)徑器、測(cè)距儀等專用設(shè)備來測(cè)量人體外形尺寸的方法。這些技術(shù)只需 要識(shí)別特定的人體特征點(diǎn)，在一定程度上簡(jiǎn)化了手工測(cè)量的步驟；同時(shí)，借助特定的算法對(duì)人體體形數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，可以增加測(cè)量的準(zhǔn)確性。但
是，即使是人體測(cè)量專家也有可能因?yàn)檫x擇人體特征點(diǎn)的不同或在使用 巻尺等工具時(shí)的壓力改變而改變他們的最終測(cè)量結(jié)果。因此，這種依靠
人工識(shí)別人體特征點(diǎn)的技術(shù)方案一方面影響了相關(guān)人體測(cè)量設(shè)備的工作 效率，另一方面仍然沒有從根本上消除影響測(cè)量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的人為因素。
另一方面，隨著計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)的發(fā)展，借助于數(shù)碼相機(jī)的非接觸 式人體外形尺寸測(cè)量技術(shù)得到了 一定的發(fā)展。例如在公開號(hào)為
CN1596827的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)" 一種人體計(jì)測(cè)分析方法"中，介紹了 如下的測(cè)量方法首先通過數(shù)碼相機(jī)拍攝計(jì)測(cè)臺(tái)上的人的外形，并且把 由計(jì)測(cè)臺(tái)承載人旋轉(zhuǎn)特定角度拍攝的圖片輸入計(jì)算機(jī)，在計(jì)算機(jī)測(cè)量分 析軟件中提取物體外形輪廓，從而快速準(zhǔn)確地測(cè)量出人體高度、寬度、 厚度、角度、圍度等數(shù)據(jù)項(xiàng)，在此基礎(chǔ)上，分析人體體型特征，給出著 裝建議。在專利號(hào)為98218748. 3的實(shí)用新型專利中，介紹了一種人體尺 寸測(cè)量裝置，有一個(gè)測(cè)量臺(tái)，測(cè)量臺(tái)上設(shè)有標(biāo)識(shí)板，在測(cè)量臺(tái)的兩側(cè)呈 軸對(duì)稱的位置設(shè)有攝像機(jī)和投影儀，攝像機(jī)背后設(shè)有黑色屏幕，攝像機(jī) 的輸出端與計(jì)算機(jī)的圖像卡輸入端電連接，所述投影儀上設(shè)有一個(gè)移動(dòng) 光柵，該光柵由步進(jìn)電機(jī)通過螺桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)，有一個(gè)控制器通過接 口模塊與所述計(jì)算機(jī)連接。該實(shí)用新型可精確地測(cè)定人體特征尺寸和人 體的三維表面形態(tài)。
但是，現(xiàn)有技術(shù)對(duì)人體特征點(diǎn)的識(shí)別能力比較有限，容易出現(xiàn)誤判 斷，因此仍然需要借助人工輔助識(shí)別人體特征點(diǎn)，無法做到全自動(dòng)測(cè)量。 另外，現(xiàn)有技術(shù)中需要將測(cè)量步驟和校準(zhǔn)步驟分別實(shí)施，然后將兩個(gè)步 驟獲得的數(shù)據(jù)結(jié)合起來進(jìn)行校準(zhǔn)處理，因此圖像校準(zhǔn)的難度變大，精度 也受到限制。這兩方面的缺陷限制了基于計(jì)算機(jī)視覺的人體非接觸式測(cè) 量技術(shù)的進(jìn)一步推廣應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種人體外形尺寸非接觸式測(cè)量方法。該方 法通過特定算法自動(dòng)識(shí)別二維圖像中的人體特征點(diǎn)，并根據(jù)二維人體特 征點(diǎn)所代表的數(shù)據(jù)生成三維人體特征點(diǎn)，從而按照預(yù)定的模型利用這些 三維人體特征點(diǎn)計(jì)算人體尺寸數(shù)據(jù)。
本發(fā)明的另外一個(gè)目的在于提供一種用于實(shí)施上述人體外形尺寸非 接觸式測(cè)量方法的測(cè)量系統(tǒng)。為實(shí)現(xiàn)上述的發(fā)明目的，本發(fā)明采用下述的技術(shù)方案-一種人體外形尺寸非接觸式測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于-所述系統(tǒng)包括拍攝室、圖像生成器、圖像處理器；
其中，圖像生成器用于通過拍攝獲取人體二維圖像，所述圖像生成 器與圖像處理器相連接；
測(cè)量時(shí)，人體處于所述拍攝室內(nèi)，通過所述圖像生成器獲得人體的 二維圖像，所述圖像處理器對(duì)該二維圖像進(jìn)行處理，生成人體的三維人 體特征點(diǎn)，并通過該三維人體特征點(diǎn)計(jì)算所需的人體外形尺寸。
其中，所述拍攝室由背景墻(l)、 (2)和地板(5)組成，所述背景 墻(l)、 (2)和地板(5)相互垂直，在所述背景墻及地板上分布有若干 用于校準(zhǔn)的標(biāo)記點(diǎn)。
所述圖像生成器為兩個(gè)數(shù)字照相機(jī)(7)、 (9)，所述數(shù)字照相機(jī)(7)、 (9)分別正對(duì)于所述背景墻(1)、 (2)，使人體完全在照相機(jī)視野范圍 內(nèi)。
所述圖像處理器為計(jì)算機(jī)(8)，該計(jì)算機(jī)(8)內(nèi)存儲(chǔ)用于處理 圖像的特定算法，并接收來自所述數(shù)字照相機(jī)(7)、 (9)的圖像，通 過所述特定算法對(duì)該二維圖像進(jìn)行校準(zhǔn)、處理，生成人體的三維人體 特征點(diǎn)，根據(jù)該三維人體特征點(diǎn)計(jì)算所需的人體外形尺寸。
一種人體外形尺寸非接觸式測(cè)量方法，基于上述的人體外形尺寸非 接觸式測(cè)量系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，其特征在于
(1)在拍攝室的背景中設(shè)置用于校準(zhǔn)的標(biāo)記點(diǎn)； (1)人體位于拍攝室內(nèi)，通過圖像生成器獲得包括測(cè)量信息和校準(zhǔn) 信息的二維圖像；
(3) 圖像處理器接收所述二維圖像；
(4) 根據(jù)所述標(biāo)記點(diǎn)的位置關(guān)系，校準(zhǔn)所述圖形生成器；
(5) 根據(jù)人體與背景的顏色對(duì)比確定出人體的輪廓，并通過特定算 法識(shí)別所需的二維人體特征點(diǎn)；
(6) 根據(jù)二維人體特征點(diǎn)信息擬合生成反映人體外形的三維人體特
征點(diǎn)；
(7) 根據(jù)所述三維人體特征點(diǎn)計(jì)算所需的人體外形尺寸。
其中，所述步驟(5)中，確定反映人體髙度的人體特征點(diǎn)的具體步 驟為(1) 通過背景與人體顏色的對(duì)比確定出人體的輪廓；
(2) 在人體輪廓線上尋找在人體豎直方向上像素最高的點(diǎn)，并以該 點(diǎn)作為人體高度人體特征點(diǎn)。
所述步驟(5)中，確定人體頸部的人體特征點(diǎn)時(shí)，處理正視圖的具
體步驟為
(1) 通過背景與人體顏色的對(duì)比確定出人體的輪廓；
(2) 識(shí)別人體頸部范圍左右兩側(cè)的輪廓線；
(3) 在左側(cè)頸部輪廓線上尋找曲率最大的點(diǎn)作為頸部左側(cè)人體特征
點(diǎn)；
(4) 在右側(cè)頸部輪廓線上尋找曲率最大的點(diǎn)作為頸部右側(cè)人體特征點(diǎn)。
所述步驟(5)中，確定人體頸部的人體特征點(diǎn)時(shí)，處理側(cè)視圖的具 體步驟為
(1) 通過背景與人體顏色的對(duì)比確定出人體的輪廓；
(2) 識(shí)別人體頸部范圍前后兩側(cè)的輪廓線；
(3) 在前側(cè)頸部輪廓線上尋找在人體水平方向上最靠后的點(diǎn)作為頸
部前側(cè)人體特征點(diǎn)；
(4) 在后側(cè)頸部輪廓線上尋找最靠近頸部前側(cè)人體特征點(diǎn)的點(diǎn)作為
頸部后側(cè)人體特征點(diǎn)。
所述步驟(.5)中，確定人體臀部的人體特征點(diǎn)時(shí)，處理側(cè)視圖的具 體步驟為
(1) 通過背景與人體顏色的對(duì)比確定出人體的輪廓；
(2) 識(shí)別人體臀部范圍前后兩側(cè)的輪廓線；
(3) 在后側(cè)臀部輪廓線上尋找在人體水平方向上最靠后的點(diǎn)作為臀
部后側(cè)人體特征點(diǎn)，
(4) 在前側(cè)臀部輪廓線上尋找與臀部后側(cè)人體特征點(diǎn)在同一人體水 平方向上的點(diǎn)作為臀部前側(cè)人體特征點(diǎn)。
所述步驟(5)中，確定人體臀部的人體特征點(diǎn)時(shí)，處理正視圖的具 體步驟為-
(1) 通過背景與人體顏色的對(duì)比確定出人體的輪廓；
(2) 識(shí)別人體臀郁范圍左右兩側(cè)的輪廓線；
(3) 將所述側(cè)視圖中確定的人體特征點(diǎn)所在的人體水平線高度與人體身高的比值代入正視圖中，確定正視圖中相應(yīng)比值的人體水平線，并 以左右側(cè)臀部輪廓線上該人提水平線上的點(diǎn)作為臀部左右側(cè)人體特征 點(diǎn)。
本發(fā)明所提供的人體外形尺寸非接觸式測(cè)量方法及測(cè)量系統(tǒng)直接將 用于校準(zhǔn)的標(biāo)記點(diǎn)直接放在背景墻之上，從而使校準(zhǔn)步驟和測(cè)量步驟合 而為一，避免了現(xiàn)有技術(shù)將兩者分開處理所帶來的麻煩。另外，本發(fā)明 通過針對(duì)人體特征點(diǎn)而設(shè)計(jì)的大量專門算法，提供了一種實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化 人體外形測(cè)量的技術(shù)方案。通過該技術(shù)方案可以顯著減輕設(shè)備及操作的 復(fù)雜性，同時(shí)增強(qiáng)了測(cè)量的一致性和準(zhǔn)確性。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。 圖1為本發(fā)明所提供的人體外形尺寸非接觸式測(cè)量系統(tǒng)的組成模 塊示意圖2為上述人體外形尺寸非接觸式測(cè)量系統(tǒng)的一個(gè)較佳實(shí)施例的示 意圖3為人體外形尺寸非接觸式測(cè)量方法的基本流程示意圖。
具體實(shí)施例方式
圖1為本人體外形尺寸非接觸式測(cè)量系統(tǒng)的組成模塊示意圖。該系 統(tǒng)包括拍攝室、圖像生成器、圖像處理器。其中拍攝室為用于拍攝人體 圖像的封閉或者半開放的空間。圖像生成器為對(duì)人進(jìn)行拍攝，獲得人體 二維圖像的設(shè)備。圖像處理器為預(yù)先存儲(chǔ)有特定人體特征點(diǎn)算法的處 理器。
測(cè)量時(shí)，人體以站姿或者坐姿等停留在拍攝室內(nèi)，由圖像生成器進(jìn) 行拍攝，從而獲得至少包括正面和側(cè)面的二維人體圖像。在該二維圖像 中，本發(fā)明人在背景中預(yù)置了若干個(gè)標(biāo)記點(diǎn)作為校準(zhǔn)圖像生成器的標(biāo)記 點(diǎn)(也稱為校準(zhǔn)標(biāo)記點(diǎn))。這樣，所拍攝的人體圖像中自然就包括了該標(biāo) 記點(diǎn)。圖像處理器根據(jù)這些校準(zhǔn)標(biāo)記點(diǎn)的信息，能夠在分析、測(cè)量人 體外形尺寸的同時(shí)進(jìn)行圖像生成器拍攝距離、景深等工作參數(shù)的校準(zhǔn)， 從而為根據(jù)正面和側(cè)面的二維人體特征點(diǎn)信息生成人體的三維人體特征 點(diǎn)奠定基礎(chǔ)。在生成反映人體尺寸的三維人體特征點(diǎn)后，利用在背景技 術(shù)中提到的模型，就可以獲取所需的人體外形尺寸數(shù)據(jù)。
圖2為上述人體外形尺寸非接觸式測(cè)量系統(tǒng)的一個(gè)較佳實(shí)施例的示意圖。拍攝室由背景墻l、 2和地板5組成。背景墻1、 2和地板5相互 垂直，且具有與人體膚色明顯不同的顏色。這是因?yàn)楸鞠到y(tǒng)首先要通過 人體顏色與背景墻顏色的不同來識(shí)別人體的輪廓，因此背景墻的顏色應(yīng) 該有別于人體膚色。在本實(shí)施例中，背景墻及地板的顏色均為藍(lán)色。如圖2所示，在背景墻及地板上有規(guī)律地分布有若干個(gè)用于校準(zhǔn)的 標(biāo)記點(diǎn)3、 4、 6等。各校準(zhǔn)標(biāo)記點(diǎn)之間具有確定的位置關(guān)系，并為圖像 處理器所知悉。校準(zhǔn)標(biāo)記點(diǎn)的著色應(yīng)該有別于背景墻及地板的顏色，以 便于圖像處理器識(shí)別。在本實(shí)施例中，校準(zhǔn)標(biāo)記點(diǎn)采用了紅色圓點(diǎn)。圖 像處理器通過對(duì)校準(zhǔn)標(biāo)記點(diǎn)的識(shí)別，可以獲得二維圖像的縮放比例、景 深等參數(shù)，以便校正圖像生成器所獲得的圖像數(shù)據(jù)，計(jì)算出圖像中有關(guān) 點(diǎn)之間的實(shí)際距離。圖像生成器為對(duì)人進(jìn)行拍攝，獲得人體二維圖像的設(shè)備。目前，可 以實(shí)現(xiàn)該功能的設(shè)備有很多，如數(shù)字照相機(jī)等等。根據(jù)具體使用設(shè)備的 不同，獲得二維圖像的方法也不盡相同，由于各種方法均為目前已經(jīng)成 熟的技術(shù)，在此就不再一一熬述。本實(shí)施例中，圖像生成器采用了兩個(gè) 數(shù)字照相機(jī)7、 9。如圖2所示，數(shù)字照相機(jī)7、 9分別正對(duì)于背景墻1、 2，且與背景墻l、 2之間相距一定距離，以使人體完全在照相機(jī)視野范 圍內(nèi)。測(cè)量時(shí)，被測(cè)人站立于地板5中央，面向照相機(jī)7，背對(duì)背景 墻l。由照相機(jī)7、 9分別拍攝被測(cè)者的正視圖和側(cè)視圖。在圖2所示的實(shí)施例中，拍攝室采取了便攜式的實(shí)現(xiàn)方案。其背景 墻1、 2和地板5都是便于拆卸和組裝的材料，它們組合一個(gè)半開放的空 間。但拍攝室也可以是一個(gè)封閉的固定房間。在這種情況下，由于數(shù)字 照相機(jī)拍攝時(shí)需要與拍攝對(duì)象保持足夠的距離，以減少拍攝時(shí)不可避免 的視差。因此如果出現(xiàn)距離不夠的情況，可以在人體的正面放一面鏡子， 讓數(shù)字照相機(jī)對(duì)鏡中的人體進(jìn)行拍攝。這樣可以有效解決上述拍攝距離 不足的問題。在本實(shí)施例中，圖像處理器為一臺(tái)計(jì)算機(jī)8，該計(jì)算機(jī)8內(nèi)預(yù)先 存儲(chǔ)用于處理圖像的多種特定算法。它接收來自數(shù)字照相機(jī)7、 9的 人體二維圖像，通過所存儲(chǔ)的特定算法對(duì)該二維圖像進(jìn)行校準(zhǔn)、處理、 擬合，最終生成三維人體特征點(diǎn)，并根據(jù)該三維人體特征點(diǎn)計(jì)算出所 需的人體外形尺寸數(shù)據(jù)。上述人體外形尺寸非接觸式測(cè)量系統(tǒng)可以使測(cè)量過程完全擺脫人為的干預(yù)，大大提高了人體測(cè)量的準(zhǔn)確性。另外，這種測(cè)量系統(tǒng)還可以先將拍攝的人體二維圖像存儲(chǔ)起來，集中起來后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，有利于提高大規(guī)模人體測(cè)量的效率。由于計(jì)算人體尺寸的有關(guān)算法都存儲(chǔ)在圖像處理器中，因此可以直接對(duì)特定的算法進(jìn)行調(diào)整和更新，以達(dá)到提高測(cè)量準(zhǔn)確性或測(cè)量新數(shù)據(jù)的目的。這點(diǎn)是現(xiàn)有技術(shù)所不能實(shí)現(xiàn)的。下面具體介紹本發(fā)明所提供的人體外形尺寸非接觸式測(cè)量方法。該方法如圖3所示，其中步驟14:使用照相機(jī)獲取工作平臺(tái)圖像和步驟15:校準(zhǔn)照相機(jī)是開展工作前的常規(guī)準(zhǔn)備步驟，其主要的實(shí)施步驟從步驟16開始，包括如下的步驟步驟16:獲取人體圖像；步驟17:根據(jù)標(biāo)記點(diǎn)進(jìn)一步校準(zhǔn)作為圖像生成器的數(shù)字照相機(jī)； 圖像處理器通過預(yù)先知道的各標(biāo)記點(diǎn)之間的位置關(guān)系，結(jié)合照相機(jī) 的焦距等信息，進(jìn)一步校準(zhǔn)數(shù)字照相機(jī)。經(jīng)過這一校準(zhǔn)步驟后，根據(jù)數(shù)字照相機(jī)圖像所獲取的數(shù)據(jù)為實(shí)際所采用的測(cè)量數(shù)據(jù)。步驟18:根據(jù)人體與背景墻的顏色對(duì)比確定出人體的輪廓； 步驟19:決定人體的空間方向； 步驟20:選擇第一個(gè)要測(cè)量的尺寸；步驟21:圖像處理器根據(jù)需要在圖像中尋找用于測(cè)量第一個(gè)尺寸的 人體特征點(diǎn)；識(shí)別不同的人體特征點(diǎn)所需的特定算法也不同，因此圖像處理器根 據(jù)需要調(diào)用相應(yīng)特定算法。下面還有進(jìn)一步的說明。步驟22:圖像處理器根據(jù)需要計(jì)算上述人體特征點(diǎn)的三維位置；生成三維的人體特征點(diǎn)需要多張不同角度的二維圖像，因此圖像處 理器根據(jù)各二維圖像中人體特征點(diǎn)的位置關(guān)系計(jì)算該圖的縮放比，進(jìn)而 根據(jù)各二維圖像的縮放比及所識(shí)別的人體特征點(diǎn)，生成三維人體特征點(diǎn)。步驟23:圖像處理器使用適當(dāng)?shù)哪Ｐ陀?jì)算出所需的人體尺寸；步驟24:存儲(chǔ)人體特征點(diǎn)數(shù)據(jù)和測(cè)量值；步驟25:是否有需要測(cè)量的其它尺寸？步驟26:如果有，則返回步驟21;步驟27:如果沒有，則核對(duì)并顯示結(jié)果；步驟28:是否有另外一個(gè)人需要測(cè)量？ 步驟29:如果有，返回步驟16,否則結(jié)束。上述過程中，步驟21根據(jù)不同的需要調(diào)用不同的人體特征點(diǎn)識(shí)別算 法，而各人體特征點(diǎn)的識(shí)別算法是根據(jù)該人體特征點(diǎn)的特點(diǎn)分別設(shè)計(jì)的。 在IS07250標(biāo)準(zhǔn)中確定的人體測(cè)量人體特征點(diǎn)眾多，在此不可能一一進(jìn) 行詳述，下面僅通過確定幾個(gè)主要人體特征點(diǎn)的方法對(duì)本發(fā)明所提供的 方法進(jìn)行介紹。由于本實(shí)施例中設(shè)有正對(duì)兩個(gè)背景墻的照相機(jī)7、 9,并分別拍攝人 體的正視圖和側(cè)視圖。因此，相應(yīng)的確定各人體特征點(diǎn)的處理方法也分 為處理正視圖和側(cè)視圖兩部分。1. 確定反映人體高度的人體特征點(diǎn)的方法。 處理正視圖的具體步驟(1) 通過背景墻與人體顏色的對(duì)比確定出人體的輪廓；(2) 在人體輪廓線上尋找在人體豎直方向上像素最高的點(diǎn)，并以該 點(diǎn)作為人體高度人體特征點(diǎn)。處理側(cè)視圖的具體步驟同正視圖的處理步驟。在此需要說明的是，上述方法不僅適用于人體站立的情況，人體采 取坐姿時(shí)也能適用。2. 確定人體頸部的人體特征點(diǎn)的方法。 處理正視圖的具體步驟(1) 通過背景墻與人體顏色的對(duì)比確定出人體的輪廓，根據(jù)人體工 效學(xué)識(shí)別人體的頸部所在；(2) 識(shí)別人體頸部范圍左右兩側(cè)的輪廓線；(3) 在左側(cè)頸部輪廓線上尋找曲率最大的點(diǎn)作為頸部左側(cè)人體特征點(diǎn)；(4) 在右側(cè)頸部輪廓線上尋找曲率最大的點(diǎn)作為頸部右側(cè)人體特征點(diǎn)。處理側(cè)視圖的具體步驟 U)通過背景墻與人體顏色的對(duì)比確定出人體的輪廓，根據(jù)人體工 效學(xué)識(shí)別人體的頸部所在；(2) 識(shí)別人體頸部范圍前后兩側(cè)的輪廓線；(3) 在前側(cè)頸都輪廓線上尋找在人體水平方向上最靠后的點(diǎn)作為頸 部前側(cè)人體特征點(diǎn)；(4) 在后側(cè)頸部輪廓線上尋找最靠近頸部前側(cè)人體特征點(diǎn)的點(diǎn)作為頸部后側(cè)人體特征點(diǎn)。3.確定人體臀部的人體特征點(diǎn)的方法。 根據(jù)臀部人體特征點(diǎn)的特點(diǎn)，首先選擇處理側(cè)視圖。處理側(cè)視圖的具體步驟(1) 通過背景墻與人體顏色的對(duì)比確定出人體的輪廓，根據(jù)人體工 效學(xué)識(shí)別人體的臀部所在；(2) 識(shí)別人體臀部范圍前后兩側(cè)的輪廓線；(3) 在后側(cè)臀部輪廓線上尋找在人體水平方向上最靠后的點(diǎn)作為臀 部后側(cè)人體特征點(diǎn)，(4) 在前側(cè)臀部輪廓線上尋找與臀部后側(cè)人體特征點(diǎn)在同一人體水 平方向上的點(diǎn)作為臀部前側(cè)人體特征點(diǎn)。處理正視圖的具體步驟(1) 通過背景墻與人體顏色的對(duì)比確定出人體的輪廓，根據(jù)人體工 效學(xué)識(shí)別人體的臀部所在；(2) 識(shí)別人體臀部范圍左右兩側(cè)的輪廓線；(3) 將側(cè)視圖中確定的人體特征點(diǎn)所在的人體水平線高度與人體身 高的比值代入正視圖中，確定正視圖中相應(yīng)比值的人體水平線，并以左 右側(cè)臀部輪廓線上該人體水平線上的點(diǎn)作為臀部左右側(cè)人體特征點(diǎn)。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明的主要發(fā)明點(diǎn)體現(xiàn)在兩個(gè)方面， 一是將 用于校準(zhǔn)的標(biāo)記點(diǎn)直接放在背景墻之上。這樣，校準(zhǔn)過程和測(cè)量過程可 以合并進(jìn)行，避免現(xiàn)有技術(shù)中先校準(zhǔn)后測(cè)量所帶來的繁瑣步驟，簡(jiǎn)化了 發(fā)明實(shí)施的具體步驟；二是通過設(shè)計(jì)大量圖像處理特定算法，自動(dòng)識(shí)別 各二維人體特征點(diǎn)，并結(jié)合各二維人體特征點(diǎn)合成相應(yīng)的三維人體特征 點(diǎn)，從而提供了一種實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化人體外形測(cè)量的技術(shù)方案。通過該技 術(shù)方案使測(cè)量過程完全擺脫人為的干涉，從而大大提高了人體測(cè)量的效 率和準(zhǔn)確性。以上對(duì)本發(fā)明所提供的人體外形尺寸非接觸式測(cè)量方法及測(cè)量系統(tǒng) 進(jìn)行了詳細(xì)的說明。對(duì)本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員而言，在不背離本發(fā)明實(shí) 質(zhì)精神的前提下對(duì)它所做的任何顯而易見的改動(dòng)，都將構(gòu)成對(duì)本發(fā)明專 利權(quán)的侵犯，將承擔(dān)相應(yīng)的法律責(zé)任。
權(quán)利要求
1. 一種人體外形尺寸非接觸式測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于；所述系統(tǒng)包括拍攝室、圖像生成器、圖像處理器；其中，圖像生成器用于通過拍攝獲取人體二維圖像，所述圖像生成器與圖像處理器相連接；測(cè)量時(shí)，人體處于所述拍攝室內(nèi)，通過所述圖像生成器獲得人體的二維圖像，所述圖像處理器對(duì)該二維圖像進(jìn)行處理，生成人體的三維人體特征點(diǎn)，并通過該三維人體特征點(diǎn)計(jì)算所需的人體外形尺寸。
2. 如權(quán)利要求1所述的人體外形尺寸非接觸式測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于所述拍攝室由背景墻(l)、 (2)和地板(5)組成，所述背景墻(l)、 (2)和地板(5)相互垂直，在所述背景墻及地板上分布有若干個(gè)用于 校準(zhǔn)的標(biāo)記點(diǎn)。
3. 如權(quán)利要求l或2所述的人體外形尺寸非接觸式測(cè)量系統(tǒng)，其特 征在于.-所述圖像生成器為兩個(gè)數(shù)字照相機(jī)(7)、 (9)，所述數(shù)字照相機(jī)(7)、 (9)分別正對(duì)于所述背景墻(1)、 (2)，使人體完全在照相機(jī)視野范圍 內(nèi)。
4. 如權(quán)利要求l或3所述的人體外形尺寸非接觸式測(cè)量系統(tǒng)，其特 征在于所述圖像處理器為計(jì)算機(jī)(8)，該計(jì)算機(jī)(8)內(nèi)存儲(chǔ)用于處理 圖像的特定算法，并接收來自所述數(shù)字照相機(jī)(7)、 (9)的圖像，通 過所述特定算法對(duì)該二維圖像進(jìn)行校準(zhǔn)、處理，生成人體的三維人體 特征點(diǎn)，根據(jù)該三維人體特征點(diǎn)計(jì)算所需的人體外形尺寸。
5. —種人體外形尺寸非接觸式測(cè)量方法，基于如權(quán)利要求1所述 的人體外形尺寸非接觸式測(cè)量系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，其特征在于(1) 在拍攝室的背景中設(shè)置用于校準(zhǔn)的標(biāo)記點(diǎn)；(2) 人體位于拍攝室內(nèi)，通過圖像生成器獲得包括測(cè)量信息和校準(zhǔn) 信息的二維圖像；(3) 圖像處理器接收所述二維圖像；(4) 根據(jù)所述標(biāo)記點(diǎn)的位置關(guān)系，校準(zhǔn)所述圖形生成器；(5) 根據(jù)人體與背景的顏色對(duì)比確定出人體的輪廓，并通過特定算法識(shí)別所需的人體特征點(diǎn)；(6) 根據(jù)人體特征點(diǎn)信息擬合生成反映人體外形的三維人體特征占.(7) 根據(jù)所述三維人體特征點(diǎn)計(jì)算所需的人體外形尺寸。
6. 如權(quán)利要求5所述的人體外形尺寸非接觸式測(cè)量方法，其特征在于所述步驟(5)中，確定反映人體高度的人體特征點(diǎn)的具體步驟為(1) 通過背景與人體顏色的對(duì)比確定出人體的輪廓；(2) 在人體輪廓線上尋找在人體豎直方向上像素最高的點(diǎn)，并以該點(diǎn)作為人體高度人體特征點(diǎn)。
7. 如權(quán)利要求5所述的人體外形尺寸非接觸式測(cè)量方法，其特征在于所述步驟(5)中，確定人體頸部的人體特征點(diǎn)時(shí)，處理正視圖的具 體步驟為(1) 通過背景與人體顏色的對(duì)比確定出人體的輪廓；(2) 識(shí)別人體頸部范圍左右兩側(cè)的輪廓線；(3) 在左側(cè)頸部輪廓線上尋找曲率最大的點(diǎn)作為頸部左側(cè)人體特征點(diǎn)；(4) 在右側(cè)頸部輪廓線上尋找曲率最大的點(diǎn)作為頸部右側(cè)人體特征點(diǎn)。
8. 如權(quán)利要求5所述的人體外形尺寸非接觸式測(cè)量方法，其特征在于所述步驟(5)中，確定人體頸部的人體特征點(diǎn)時(shí)，處理側(cè)視圖的具 體步驟為(1) 通過背景與人體顏色的對(duì)比確定出人體的輪廓；(2) 識(shí)別人體頸部范圍前后兩側(cè)的輪廓線；(3) 在前側(cè)頸部輪廓線上尋找在人體水平方向上最靠后的點(diǎn)作為頸部前側(cè)人體特征點(diǎn)；(4) 在后側(cè)頸部輪廓線上尋找最靠近頸部前側(cè)人體特征點(diǎn)的點(diǎn)作為 頸部后側(cè)人體特征點(diǎn)。
9. 如權(quán)利要求5所述的人體外形尺寸非接觸式測(cè)量方法，其特征在于所述步驟(5)中，確定人體臀部的人體特征點(diǎn)時(shí)，處理側(cè)視圖的具 體步驟為(1) 通過背景與人體顏色的對(duì)比確定出人體的輪廓；(2) 識(shí)別人體臀部范圍前后兩側(cè)的輪廓線；(3) 在后側(cè)臀部輪廓線上尋找在人體水平方向上最靠后的點(diǎn)作為臀 部后側(cè)人體特征點(diǎn)，(4) 在前側(cè)臀部輪廓線上尋找與臀部后側(cè)人體特征點(diǎn)在同一人體水平方向上的點(diǎn)作為臀部前側(cè)人體特征點(diǎn)。
10. 如權(quán)利要求9所述的人體外形尺寸非接觸式測(cè)量方法，其特征 在于所述步驟(5)中，確定人體臀部的人體特征點(diǎn)時(shí)，處理正視圖的具 體步驟為(1) 通過背景與人體顏色的對(duì)比確定出人體的輪廓；(2) 識(shí)別人體臀部范圍左右兩側(cè)的輪廓線；(3) 將所述側(cè)視圖中確定的人體特征點(diǎn)所在的人體水平線高度與人體身高的比值代入正視圖中，確定正視圖中相應(yīng)比值的人體水平線，并 以左右側(cè)臀部輪廓線上該人提水平線上的點(diǎn)作為臀部左右側(cè)人體特征 點(diǎn)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種通過圖像獲取設(shè)備拍攝人體圖像，利用特定算法分析圖像以自動(dòng)獲得人體外形尺寸的測(cè)量方法，還涉及用于實(shí)施該非接觸式測(cè)量方法的測(cè)量系統(tǒng)。在本發(fā)明中，人體位于拍攝室內(nèi)，通過圖像生成器獲得人體的二維圖像，圖像處理器對(duì)該二維圖像進(jìn)行處理，生成人體的三維人體特征點(diǎn)，并最終通過該三維人體特征點(diǎn)計(jì)算所需的人體體形數(shù)據(jù)。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明將用于校準(zhǔn)的標(biāo)記點(diǎn)直接放在背景墻之上，并通過設(shè)計(jì)大量圖像處理特定算法，提供了一種實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化人體外形測(cè)量的技術(shù)方案，從而顯著減輕了設(shè)備及操作的復(fù)雜性，并且增強(qiáng)了測(cè)量的一致性和準(zhǔn)確性。
文檔編號(hào)A41H1/02GK101228973SQ20071000244
公開日2008年7月30日 申請(qǐng)日期2007年1月22日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月22日
發(fā)明者實(shí) 殷 申請(qǐng)人:實(shí) 殷