CN101647609B - 适用于网络试衣系统的人体建模方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于服装技术领域，具体为一种运用于网络试衣系统的人体建模方法，该方法用特定图案对人体的上身肢体和下身肢体进行标注，然后用摄像头采集人体图像，对图像上的特殊标记点进行识别，得到每个像素对应的标记值，这些标记值的集合就是人体建模数据。本发明识别人体部位的方法很简单，但是精确性很高，很好的解决了基于图像序列的数字人体建模技术所面临的主要问题，其人体部位标志明确，建模精度高，建模速度快，便于系统识别，可用于网络在线实时试衣系统。

Description

适用于网络试衣系统的人体建模方法

技术领域

本发明属于服装技术领域，具体涉及一种人体建模方法，尤其涉及一种用于网络试衣系统的人体建模方法。

背景技术

当前的人体建模方法主要有基于解剖学的数字人体建模技术，基于三维扫描数据的人体建模技术，基于图像序列的数字人体建模技术，参数化数字人体建模技术。

基于解剖学的数字人体建模技术使用人体横断切片数据，这种方法不适合于普通应用的人体建模。基于三维扫描数据的人体建模技术使用由非接触三维扫描仪提供的立体数据，设备昂贵，获取数据量大，重建速度慢，获得的三维数据还必须使用人体识别算法进行识别才能得到人体模型，这个方法也无法适应普通应用的人体建模。基于图像序列的数字人体建模技术是利用从视频图像序列或者照片序列中的二维图像数据，这种方法花费较低，可以适用于普通的人体建模应用，但是这种方法的建模精度和建模速度还不能适应实际需要。参数化数字人体建模技术使用有限的参数来控制人体模型，这些参数必须通过专用的方法和设备才能获得，如果使用不精确的参数，得到的人体模型也是不精确的。

如果利用基于图像序列的数字人体建模技术进行网络在线试衣，获得的人体三维数据没有明确的标明每个部分的部位名称，无法和衣服模型相关部分进行关联，而人体姿态可以任意变化，识别难度太大。

发明内容

本发明的目的在于提出一种适用于网络在线试衣的，人体部位标注明确，建模精度高，建模速度快，并且便于系统识别的人体建模方法。

本发明提供的人体建模的方法是基于图像序列的数字人体建模技术的改进，其步骤如下：

用特定图案对人体的上身肢体和下身肢体进行标注，然后用摄像头采集人体图像，对图像上的特殊标记点进行识别，得到每个像素对应的标记值，这些标记值的集合就是人体建模数据。

所述用特定图案对人体标注通过穿着试穿衣进行。

所述试穿衣是进行了特殊标记的紧身衣，无论身体姿态如何变化，身体各个部位始终标注明确，这些特殊标记有两类，一种标记印刷在没有弹性的织带上，这些织带均匀的纵向设置于上衣和裤子的主要部位，这些部位能反映上衣和裤子的基本形状尺寸。这些织带用来提供身体部位、纵向高度值和织带次序号的信息；一种标记是印刷在有弹性的试穿衣上，用来提供纵向高度值和相对于纵向基准织带(一般取左侧第一根织带)的横向距离信息。印刷有标记的非弹性织带宽度为1cm，最大长度为200cm，按纵向均匀分布。印刷在弹性织物(试穿衣)上的标记单元为1cmx1cm的方形色块。

所述标记由1mmx1mm见方的黑框色块组成，每1cmx1cm见方为一个单元，每个单元由按左下角到右上角的对角线分成上下两部分，两部分颜色不一样。织带上的标记单元下半部为一种颜色，如红色，弹性织物上的下半部分为另一种颜色，如黄色，两种标记上半部分除最上面一行和最左边一列外，其它部分都为白色色块。通过颜色就可以区分标记类型。

织带上的标记，每个单元的最上面一行十个色块，从左边数第1，2，3，4个色块用来标注身体部位，从左边数第5-9个色块用来标注织带次序，第10个色块处在对角线上，为红色，没有数量意义；每个单元最左边一列从上到下数第2-9个色块用来标注纵向高度。

印刷在试穿衣上的标记单元，结构和织带上的标记一致，只是每个单元下半部分的颜色为黄色而不是红色。每个单元最上面一行十个色块，第1-9个色块用来标注相对于前面所述基准线的横向距离，第10个色块处在对角线上，为黄色，没有数量意义；每个单元最左边一列从上到下数第2-9个色块用来标注纵向高度。

上面所述标记中，最上一行和最左一列，用于提供人体部位和尺寸信息的色块，(1mmx1mm见方的色块)每个色块代表一个二进制位，不同的颜色代表不同的值，用白色色块代表二进制0，用蓝色色块代表二进制1。

这些标记中水平标记最上一行左边为高位，右边为低位，纵向标注右边一列上面为高位，下面为低位。将这些二进制标注值转换为十进制，所得数值即为标注值。标注值中的距离和高度的单位都为厘米。

横向距离用9位二进制数进行表示，最大可达到511cm，在实际应用中是足够的，纵向高度用8位二进制数进行表示，最大可达到255cm，在实际应用中也是足够的。

所述对特殊标记点识别是指根据颜色分布情况区分出每个标记单元，并对每个单元的标记值进行解码，得到每个像素对应标注值。这些标注值相当于身体立体模型在平面图像上的实时分布。这个身体模型因为仅包含人体可见部分的数据，所以无法恢复出整个身体，只能用于网络在线试衣时的图像拟合；同时恢复整个身体三维数据对网络在线试衣也完全没有必要。

本发明识别人体部位的方法很简单，但是精确性很高，很好的解决了基于图像序列的数字人体建模技术所面临的主要问题，其人体部位标志明确，建模精度高，建模速度快，便于系统识别，可用于网络在线实时试衣系统。

附图说明

图1身体标记单元结构图。

图2上衣织带分布图示。其中，(a)为正面图示，(b)为背面图示。

图3上衣袖子织带分布图示。其中，(a)为正面图示，(b)为背面图示。

图4裤子织带分布图示。其中，(a)为正面图示，(b)为背面图示。

图5织带上的标记图示。

图6弹性织物上的标记图。

图7变形后的标记图。

图8弹性标记和左右织带的关系图示。

图9不连续标记的识别示意图。

图10标记之间的关系图

具体实施方式

下面结合说明书附图对技术方案进行详细说明。

试穿衣的说明：

试穿衣上的标记有两种，一种印刷在非弹性织带上，一种直接印刷在试穿衣上，结构都如图1.

印刷在非弹性织带上的标记，宽度为1cm，长度限制为255cm，每1cmx1cm为1个单元，共享标记值。这些织带分布在上衣身体部位，上衣袖子上，裤子上，在各个部分都是均匀分布的。

上衣身体部分总共设有8条织带标记，两条在身体最左边和最右边，标号分别为11和15，两条在衣服前面和后面的中间，标号分别为13和17，另外4条织带标记分布在已有4条织带标记中相邻两条的正中间，正面的标号分别为12和14，背面的标号分别为16和18，如图2所示，(a)为上衣身体部分正面织带标记分布图，(b)为上衣身体部分背面织带标记分布图。

每只上衣袖子上设4条织带标记，两条分别在衣服袖子的最上边和最下边，标号分别为111和113，另外两条分别在袖子正面和后面的正中间，其正面的标号为112，反面的标号为114，两只袖子的织带分布是一样的，如图3所示。

裤子上总共设8条织带标记，每个裤腿上有4条，分布和上衣袖子一样，即两条织带分布在裤腿的外侧和内侧，标号分别为121和123，另2条分别在裤腿的正面和反面的外侧和内侧两条织带的正中间，标号分别为122和124，两条裤腿的织带分布一样，如图4所示，(a)为裤子正面织带分布示意图，(b)为裤子反面织带分布示意图。

织带结构如图5所示，每个单元都由1mmx1mm的黑框方块组成，以从左下角到到右上角的对角线分成上下两部分，对角线上的方块都为红色，下半部分都为红色，上半部分除了最上面一行和最左边一列外都为白色。图上有三种颜色，分别是白色，(如图中c1部分，空白格)，蓝色(如图中c2部分，纵横线格)，红色(图中c3部分，散点格)。最上面一行从左边数第1，2，3，4这几个方块组成的序列用来表示该标记所在身体部位，如图中a1部分。最上面一行从左边数第5，6，7，8，9方块序列用来表示该标记条的次序，如图中a2部分。最左边一列第2-9个方块序列用来表示每个色块的相对高度，如图中a3部分，单位为厘米。

这些标记块左边为高位右边为低位，上面为高位下面为低位，蓝色的方块代表二进制1，如图中c2色块，白色代表二进制0，如图中c1色块。根据以上标注方法，图中a1部分的二进制值为0100，图中a2部分的二进制为00010，图中a3部分的二进制为10000001。将这些二进制数转换为十进制数便得到实际的标记值，例如a1部分的值为4，a2部分的值为2，a3部分的值为129。标记值的距离值单位为厘米，a3部分为纵向高度标记值，代表的物理含义也就是距离测量基准的距离是129cm。

印刷在弹性织物(即试穿衣)上的标记如图6所示，每个单元大小也是1cmx1cm，整体结构和织带上的标记完全一致，并且和织带上的标记对齐。这些标记上的标注部分，标记方法和前述标记方法一致，只是标记值和主体颜色不一样；最上面一行从左边数第1-9块用来标注该单元最左边相对于基准织带标记的距离，如图中b1部分；最左边一列第2-9个色块用来标注相对于测量基准的高度，如图中b2部分。图中有三种颜色，分别是白色(图中c1部分颜色)，蓝色(图中c2部分颜色)，黄色(图中c4部分颜色)。

当目标建模者穿着该试穿衣站在摄像头前，无论如何扭动旋转，只要有一部分试穿衣出现在镜头中，就可以进行相应标记识别，获得标记单元的标记值，并通过推算获得每个小色块的标记值，进而获得每个像素点对应的试穿衣标记，这些数据可以用于使用相同标记方法的衣服的试穿，所以这些标记值相当于人体建模数据。

试穿衣上的标记可能出现在镜头中，也可能没有出现在镜头中；出现在镜头中的标记参与识别，没有出现在镜头中的标记对识别没有影响。出现在镜头盖中的标记有三种情况，一种是标记值完整，一种是标记值不完整，第三种是没有标记值。

对于有完整标记值的标记单元，该单元虽然在图像上可能产生扭曲变形，但对该标记的识别是没有问题的。如图7所示，所有的标记值都是被红色或黄色方块隔离开，而且处于红色或黄色方块的边沿，所以很容易从图像上识别出来。由标记值和白色方块组成的三角形区域，有三条边都在红色或黄色方块边沿，但由于标记值都在红色或黄色方块边沿的下部或者右侧，所以对角线上的红色或黄色边沿不会引起误判。

因为印刷在弹性织物上的标记值是相对于印刷在非弹性织物上的标记的，所以必须区分出两种标记，并找到相互之间的关系，才能得到真正的标记值。两种标记可以通过单元主体下半部分的颜色来区分，不会产生误判；当区分开两种标记后，印刷在弹性织物上的标记值可以通过其两边中的任意一个织带标记值所决定，如图8所示。因为每个织带的基准坐标之间是存在关系的，特别是相邻情况下，知道其中一个的序号，就能知道另一个的序号，而序号则对应着绝对坐标。在这个过程中，只影响横向标记，不影响纵向标记。

标记值只标记了每个单元左上角方块，其它部分的标记值必须进行推算。图像上的像素所处的色块位置识别出来后，标注就完成了，因此识别色块位置是关键。如图9所示，由于每个单元由大的三角形色块组成，根据相应颜色的比例，很容易得到当前位置的小色块在单元中的位置并完成标注；当单元中的某些色块不可见时，由于三角形相应横切线比例是连续的，所以这种情况并不影响可见色块的标注。

由于试穿衣是紧身的，而人体又是过渡平滑的平面，所以大部分的标记值都是完整的；完成了这一部分的识别，就完成了大部分的标注工作。另外少部分的标记是不完整或者缺失的，需要另外的方法进行识别。

当标记值不完整的时候，缺失的可能是横向标记值或者纵向标记值。如图10所示，当缺失横向标记值，因为这个标记值和上下单元的标记是一样的，和左右两个单元的值是有简单关系的，所以通过和周围单元标记值很容易推算出这个值。当周围4个单元的标记也都缺失时，可以通过再远一点的单元进行判断，因此出现误判的可能性比较小。当缺失纵向标记值时，这个标记值和左右两个单元一样，和上下两个单元的值有简单关系，推算过程和横向标记值类似。

当没有标记的时候，标记的推算过程和缺失情况一样，有误判情况，但可能性较小。

Claims (2)

1.一种适用于网络试衣系统的人体建模方法，其特征在于具体步骤如下：

用特定图案对人体的上身肢体和下身肢体进行标注，然后用摄像头采集人体图像，对图像上的特殊标记点进行识别，得到每个像素对应的标记值，这些标记值的集合就是人体建模数据；

所述用特定图案对人体标注通过穿着试穿衣进行；

所述试穿衣是进行了特殊标记的紧身衣；这些特殊标记有两类，一种标记印刷在没有弹性的织带上，这些织带均匀的纵向设置于上衣和裤子的主要部位，这些部位能反映上衣和裤子的基本形状尺寸；这类织带用来提供身体部位、纵向高度值和织带次序号的信息；一种标记是印刷在有弹性的试穿衣上，用来提供纵向高度值和相对于纵向基准织带的横向距离信息；印刷有标记的非弹性织带宽度为1cm，最大长度为200cm，按纵向均匀分布；印刷在弹性织物即试穿衣上的标记为1cmx1cm的方形色块；其中，从试穿衣上纵向分布的左侧第一根织带作为纵向基准织带；

所述两种标记由1mmx1mm见方的黑框色块组成，每1cmx1cm见方为一个单元，每个单元由按左下角到右上角的对角线分成上下两块，两部分颜色不一样；织带上的标记下半部为红色，弹性织物上的下半部分为黄色，两种标记上半部分除最上面一行和最左边一列外，其它部分都为白色色块；通过颜色就可以区分标记类型；

织带上的标记，每个单元的最上面一行十个色块，从左边数第1，2，3，4个色块用来标注身体部位，从左边数第5-9个色块用来标注织带次序，第10个色块处在对角线上，为红色，没有数量意义；每个单元最左边一列从上到下数第2-9个色块用来标注纵向高度；

印刷在试穿衣上的标记，结构和织带上的标记一致，只是每个单元下半部分的颜色为黄色；每个单元最上面一行十个色块，第1-9个色块用来标注相对于基准线的横向距离；每个单元最左边一列从上到下数第2-9个色块用来标注纵向高度；

上面所述标记中，最上一行和最左一列的色块，用于提供人体部位和尺寸信息，每个色块代表一个二进制位，用白色色块代表二进制0，用蓝色色块代表二进制1；

所述两种标记中水平标记最上一行左边为高位，右边为低位，纵向标注右边一列上面为高位，下面为低位；将这些二进制标注值转换为十进制，所得数值即为标注值；标注值中的距离和高度的单位都为厘米；

所述对特殊标记点识别是指根据颜色分布情况区分出每个标记单元，并对每个单元的标记值进行解码，得到每个像素对应标注值；这些标注值相当于身体立体模型在平面图像上的实时分布。

2.根据权利要求1所述的适用于网络试衣系统的人体建模方法，其特征在于：

上衣身体部分总共设有8条织带标记，两条在身体最左边和最右边，两条在衣服前面和后面的中间，另外4条织带标记分布在已有4条织带标记中相邻两条的正中间；

每只上衣袖子上设4条织带标记，两条在衣服袖子的最上边和最下边，另外两条分别在袖子正面和后面正中间，两只袖子上的织带分布一样；

裤子上总共设8条织带标记，每个裤腿上有4条，两条织带分布在裤腿的外侧和内侧，另2条分别在裤腿的正面和反面的外侧织带和内侧织带的正中间，两条裤腿上的织带分布一样。

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