CN106617496A - 一种简易足部信息准确测量装置和方法 - Google Patents

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    • A43D1/02—Foot-measuring devices
    • G—PHYSICS
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    • G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V10/00—Arrangements for image or video recognition or understanding
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Abstract

本发明公开了一种简易足部信息准确测量装置，它包括足侧板、足托板和足部固定槽，在所述的足侧板两面的四个拐角处分别设有mark点，且两两对应，所述足托板上方的四个拐角处也分别设有mark点，所述足部固定槽设置在足托板上方，且该足部固定槽位于足托板上的mark点以内，本申请还包括成像设备。本装置可同时采集左右足部侧面图像，对左右足部图像处理后得到双足的最大足长；在足托板上放置4个mark点，其中足侧板两面都作为拍摄背景，各放置4个mark点，当有两个成像设备时，可同时拍摄左右足部侧面图像。本发明还公开了一种简易足部信息准确测量装置的测量方法。该方法通过mark点的像素坐标和物理坐标测量足长和足宽，且测量准确度高。

Description

一种简易足部信息准确测量装置和方法
技术领域
本发明涉及测量技术领域，尤其涉及一种简易足部信息准确测量装置和方法。
背景技术
足部测量作为人体测量的重要组成部分，一直受到人们的关注。足部信息测量可分为三维测量和二维测量，三维测量可以得到足部的三维信息，对于足部按摩和足部畸形矫正有重要的意义。二维测量可以得到足部的长和宽，一般用于鞋子制造商进行足型普测以设计适合大众的鞋子，同时也用于顾客选择合适的鞋型。
传统的足部测量技术主要是接触式的，通过绳子、带尺、直尺、卷尺等一些简易的工具进行测量，以获得足部相关部位的高度、宽度、长度等尺寸。这种方法效率低下、测量误差因人而异、测量结果需手工记录、重复性差。在计算机学、信息学、图像学等学科的影响下，测量技术经历了从接触式到非接触式的转变，并逐步向自动化测量的方向发展。与传统的测量方法相比，非接触式测量的特点是快速、准确、自动保存和检索方便等。
在如今的电子信息时代，网上购物层出不穷，在网上买鞋子是最难买到合适尺寸的，如果能够建立足部信息数据库，通过个人足部图片上传云服务器，根据云服务器处理得到的个人足部信息就可在网上买到合适的鞋子。
足部信息识别装置已有人探索过，专利申请号为：201510084732.8，其发明专利名称为一种足部信息识别方法和装置，其中采用了足部图片经过透视还原后，计算单位像素长度，通过足长和足宽的像素个数以及单位像素长度，计算实际足长和足宽。
但是该专利有以下缺陷：
(1)专利中足宽的判断大于实际的足宽，实际的足宽应该是足部胫侧跖骨点和腓侧跖骨点的直线距离。
(2)透视还原子模块50406无具体技术实现说明。
(3)专利中没有说明摄像头如何与地面保持平行或成一定的角度；
(4)通过透视还原图像，图像清晰度下降，边界不易定义，足部轮廓变模糊，使用像素个数判断实际足长和足宽产生的误差较大；
(5)足宽依靠图像中两点连线的像素个数判断，像素方向是呈水平垂直分布的，而两点连线大部分是亚像素，无法准确得到单位像素个数。
现有足部信息识别方法：
使用三维测量系统可以得到精确的足部测量数据，但是测量结构比较复杂，本发明旨在制作一种简易的足部信息测量装置，可以随时随地的使用成像设备进行足部图像采集，然后将数据上传服务器进行处理。本发明在网购鞋和定制鞋方面有优势，当顾客不能亲自到场测量足部信息时，只需要从服务器中查找相应顾客的足部信息即可给出合适的鞋型。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种简易足部信息准确测量装置和方法。
本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
一种简易足部信息准确测量装置，它包括足侧板、足托板和足部固定槽，在所述的足侧板两面的四个拐角处分别设有mark点，且两两对应，所述足托板上方的四个拐角处也分别设有mark点，所述足部固定槽设置在足托板上方，且该足部固定槽位于足托板上的mark点以内，本申请还包括成像设备。
进一步，所述的足侧板和足托板为矩形状或正方形状。
进一步，所述足侧板和足托板的最佳形状为矩形状。
进一步，所述的足侧板和足托板为不易形变、不透明的非金属材料制作而成，并且具有一定的厚度。
本申请还包括一种简易足部信息准确测量装置的使用方法，其特征在于：
对足部侧面拍摄时：将足侧板垂直放置地面或其它具有平面的平板上，通过人体左右足加紧足侧板，使左右足分别紧贴足侧板两面，且左右足分别位于足侧板两面四个拐角处的mark点以内，将成像设备上的镜头平面与足侧板平行放置；此处以手机拍摄为例，可以利用自拍杆独自完成足部侧面图像的采集，拍摄的方向以人眼正视足侧面为正。
对足背拍摄时：将带有足部固定槽的足托板放置地面，分别将左脚或右脚踩在足托板上，使足跟紧贴着足部固定槽，然后通过成像设备上的镜头对准足背，当成像界面的mark点与足托板的mark点对准时，即说明成像设备与足托板完全平行，此时可拍摄足背的图像，拍摄的方向以人眼俯视足背为正。
本申请还包括了一种简易足部信息准确测量装置的测量方法，它包括足部侧面图像处理步骤和足背图像处理步骤，具体步骤如下：
所述足部侧面图像处理步骤包括：
S200、图像预处理，实现图像去噪、平滑的作用；
S210、提取足侧板mark点像素坐标，根据mark点计算像素坐标到物理坐标的转换矩阵；
S220、提取足部侧面轮廓边缘，检测足跟和足尖的像素坐标；
S230、根据S210的转换矩阵，计算足跟和足尖的物理坐标；
S240、将足跟与足尖的物理坐标统一到同一水平面上；
S250、对统一后的水平方向坐标直接相减，得到足长；
所述足背图像处理步骤包括：
S300、图像预处理，实现图像去噪、平滑的作用；
S310、提取足托板mark点像素坐标，根据mark点计算像素坐标到物理坐标的转换矩阵；
S320、提取足背轮廓边缘，检测足部胫侧跖骨点和腓侧跖骨点的像素坐标；
S330、根据步骤310的转换矩阵，计算足部胫侧跖骨点和腓侧跖骨点的物理坐标；
S340、将胫侧跖骨点和腓侧跖骨点的物理坐标统一到同一水平面上；
S350、对统一后的水平方向坐标直接相减，得到足宽；
将上述所得到的信息(足部的侧面轮廓、足背轮廓、足长、足宽和脚趾信息)都保存在服务器中。
本发明的有益效果是：
1)本申请的识别装置可同时采集左右足部侧面图像，对左右足部图像处理后得到双足的最大足长；
2)在足托板上放置4个mark点，用于与成像系统的mark点相互对准，以拍摄平行投影的图像；
3)足侧板两面都作为拍摄背景，各放置4个mark点，当有两个成像设备时，可同时拍摄左右足部侧面图像；
4)通过mark点的像素坐标和物理坐标测量足长和足宽，且测量准确度高。
附图说明
图1为本发明足侧板与左右足位置关系主视图；
图2为本发明足侧板与足部位置关系侧视图；
图3为本发明足托板与足部固定槽结构示意图；
图4为本发明足托板、足部固定槽和足部位置关系结构示意图；
图5为本发明足托板的另一种结构示意图；
图6为本发明足部侧面图像处理流程示意图；
图7为本发明足背图像处理处理流程示意图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
如图1-4所示，一种简易足部信息准确测量装置，它包括足侧板110、足托板112和足部固定槽114，在所述的足侧板110两面的四个拐角处分别设有mark点116，且两两对应，所述足托板112上方的四个拐角处也分别设有mark点116，所述足部固定槽114设置在足托板112上方，且该足部固定槽114位于足托板112上的mark点116以内，本申请还包括成像设备100。
所述的足侧板110和足托板112为矩形状或正方形状。
所述足侧板110和足托板112的最佳形状为矩形形状。
所述的足侧板110和足托板112为不易形变、不透明的非金属材料制作而成，并且具有一定的厚度，这里的厚度范围在0.5cm～1cm之间。
如图5所示，在本申请中，还可通过在所述的足托板112上设置一道弧形的限位线115，且作用与足部固定槽的作用一致，都是为了对足跟的限位。
本申请还包括一种简易足部信息准确测量装置的使用方法，
对足部侧面拍摄时：将足侧板110垂直放置地面或其它具有平面的平板上，通过人体左右足加紧足侧板，使左右足分别紧贴足侧板110两面，且左右足分别位于足侧板110两面四个拐角处的mark点116以内，将成像设备100上的镜头与足侧板110平行放置；此处以手机拍摄为例，可以利用自拍杆独自完成足部侧面图像的采集，拍摄的方向以人眼正视足侧面为正，例如一只足侧面图像由足尖118到足跟119为正，另一只足侧面图像由足跟119到足尖118为正。
对足背拍摄时：将带有足部固定槽114的足托板112放置地面，分别将左脚或右脚踩在足托板112上，使足跟119紧贴着足部固定槽114，然后通过成像设备100上的镜头对准足背，当成像界面的mark点与足托板112的mark点116对准时，即说明成像设备100与足托板112完全平行，此时可拍摄足背的图像，拍摄方向以人眼俯视足背为正。
足部侧面和足背图像采集完成后，进行图像处理，得到足部侧面的轮廓和足背的轮廓以及四个mark点的像素坐标值。按照上述的拍摄方向，定义图像左上角的mark点为原点，沿右上角mark点方向为水平正方向，沿左下角mark点方向为垂直正方向。已知一张图像中四个mark点的图像坐标值与物理坐标值，即可计算出图像中其它像素的物理坐标。
如图2所示，计算足长：从足部侧面轮廓中，经过图像处理得到足尖与足跟的像素点，足跟与足尖的像素点可能不位于同一水平轴上，不能单纯的通过两点间的距离得到足长。将两个像素坐标统一到同一水平面上，如将足跟统一到足尖，或将足尖统一到足跟，然后计算两个像素点的物理坐标，对水平方向的物理坐标直接相减即可得到足长FL。
如图3所示，计算足宽：从足背的轮廓中，经过图像处理得到足部最左侧的像素点和最右侧的像素点，这两个像素点也可能不位于同一水平面上，把左侧像素统一到右侧像素或反之，再计算两个像素点的物理坐标，对水平方向的物理坐标直接相减即可得到足宽FW。
提取5个脚趾，脚指甲的肤色与皮肤的颜色不一致，可以通过特征训练的方式提取5个脚趾，最后，保存足部的侧面轮廓、足背轮廓、足长、足宽和脚趾信息。
如图6、图7所示，针对上述足长FL计算和足宽FW计算的具体步骤如下，
它包括足部侧面图像处理步骤和足背图像处理步骤，具体步骤如下：
所述足部侧面图像处理步骤包括：
S200、图像预处理，实现图像去噪、平滑的作用；
S210、提取足侧板mark点像素坐标，根据mark点计算像素坐标到物理坐标的转换矩阵；
S220、提取足部侧面轮廓边缘，检测足跟和足尖的像素坐标；
S230、根据S210的转换矩阵，计算足跟和足尖的物理坐标；
S240、将足跟与足尖的物理坐标统一到同一水平面上；
S250、对统一后的水平方向坐标直接相减，得到足长FL；
所述足背图像处理步骤包括：
S300、图像预处理，实现图像去噪、平滑的作用；
S310、提取足托板mark点像素坐标，根据mark点计算像素坐标到物理坐标的转换矩阵；
S320、提取足背轮廓边缘，检测足部胫侧跖骨点和腓侧跖骨点的像素坐标；
S330、根据步骤310的转换矩阵，计算足部胫侧跖骨点和腓侧跖骨点的物理坐标；
S340、将胫侧跖骨点和腓侧跖骨点的物理坐标统一到同一水平面上；
S350、对统一后的水平方向坐标直接相减，得到足宽FW；
将上述所得到的信息(足部的侧面轮廓、足背轮廓、足长、足宽和脚趾信息)都保存在服务器中。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种简易足部信息准确测量装置，其特征在于：它包括足侧板(110)、足托板(112)和足部固定槽(114)，在所述的足侧板(110)两面的四个拐角处分别设有mark点(116)，且两两对应，所述足托板(112)上方的四个拐角处也分别设有mark点(116)，所述足部固定槽(114)设置在足托板(112)上方，且该足部固定槽(114)位于足托板(112)上的mark点(116)以内，本申请还包括成像设备(100)。
2.根据权利要求1所述一种简易足部信息准确测量装置，其特征在于：所述的足侧板(110)和足托板(112)为矩形状或正方形状。
3.根据权利要求1或2所述一种简易足部信息准确测量装置，其特征在于：所述足侧板(110)和足托板(112)的最佳形状为矩形形状。
4.根据权利要求1所述一种简易足部信息准确测量装置，其特征在于：所述的足侧板(110)和足托板(112)为不易形变、不透明的非金属材料制作而成。
5.一种利用如权利要求1所述的一种简易足部信息准确测量装置的使用方法，其特征在于：
对足部侧面拍摄时：将足侧板(110)垂直放置地面或其它具有平面的平板上，通过人体左右足加紧足侧板，使左右足分别紧贴足侧板(110)两面，且左右足分别位于足侧板(110)两面四个拐角处的mark点(116)以内，将成像设备(100)上的镜头平面与足侧板(110)平行放置；
对足背拍摄时：将带有足部固定槽(114)的足托板(112)放置地面，分别将左脚或右脚踩在足托板(112)上，使足跟(119)紧贴着足部固定槽(114)，然后通过成像设备(100)上的镜头对准足背，当成像界面的mark点与足托板(112)的mark点(116)对准时，即说明成像设备(100)与足托板(112)完全平行，此时可拍摄足背的图像，拍摄方向以人眼俯视足背为正。
6.一种利用如权利要求1所述一种简易足部信息准确测量装置的测量方法，其特征在于：它包括足部侧面图像处理步骤和足背图像处理步骤，具体步骤如下：
所述足部侧面图像处理步骤包括：
S200、图像预处理，实现图像去噪、平滑的作用；
S210、提取足侧板(110)上的mark点(116)像素坐标，根据mark点(116)计算像素坐标到物理坐标的转换矩阵；
S220、提取足部侧面轮廓边缘，检测足跟(119)和足尖(118)的像素坐标；
S230、根据S210的转换矩阵，计算足跟(119)和足尖(118)的物理坐标；
S240、将足跟(119)与足尖(118)的物理坐标统一到同一水平面上；
S250、对统一后的水平方向坐标直接相减，得到足长FL；
所述足背图像处理步骤包括：
S300、图像预处理，实现图像去噪、平滑的作用；
S310、提取足托板(112)上的mark点(116)像素坐标，根据mark点(116)计算像素坐标到物理坐标的转换矩阵；
S320、提取足背轮廓边缘，检测足部胫侧跖骨点(120)和腓侧跖骨点(121)的像素坐标；
S330、根据步骤310的转换矩阵，计算足部胫侧跖骨点(120)和足部腓侧跖骨点(121)的物理坐标；
S340、将足部胫侧跖骨点(120)和足部腓侧跖骨点(121)的物理坐标统一到同一水平面上；
S350、对统一后的水平方向坐标直接相减，得到足宽FW。
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