CN113344942A - 人体按摩区域分割方法、装置、系统及计算机存储介质 - Google Patents

人体按摩区域分割方法、装置、系统及计算机存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种人体按摩区域分割方法，该人体按摩区域分割方法包括：获取人体按摩部位的深度图并对应生成第一掩膜图片；获取人体按摩部位的彩色图并对应生成第二掩膜图片；将所述第一掩膜图片和所述第二掩膜图片按与进行位运算生成第三掩膜图片以得到可按摩区域；对所述第三掩膜图片按照预设距离进行边界收缩处理以得到人体按摩区域。本发明人体按摩区域分割方法可实现人体按摩区域的自动生成，不仅避免了按摩区域手动绘制的繁琐操作，而且提高了按摩区域分割的精准性。此外，本发明还公开一种人体按摩区域分割装置、系统及计算机存储介质。

Description

人体按摩区域分割方法、装置、系统及计算机存储介质
技术领域
本发明涉及医疗技术领域，特别涉及一种人体按摩区域分割方法、装置、系统及计算机存储介质。
背景技术
按摩是以中医的脏腑、经络学说为理疗基础，并结合西医的解剖和病理诊断，用手法作用于人体体表的特定部位以调节机体生理、病理状况，从而达到理疗目的。
随着科学技术的快速发展，按摩机器人应运而生，其通常包括有可在空间中移动的机械臂和设于机械臂上的按摩头，以在机械臂的驱动下，按摩头对人体进行自动按摩。
按摩机器人在对人体进行按摩之前，会通过视觉组件获取人体按摩部位图像并显示于显示屏上，然后由工作人员在显示屏上先绘制可按摩区域，再在可按摩区域内绘制多个人体按摩区域，以便在不同的人体按摩区域内规划不同的按摩轨迹。然而，人体按摩区域通过工作人员人为手动绘制，不仅操作繁琐，而且容易导致按摩区域分割不精准。
发明内容
本发明的主要目的是提出一种人体按摩区域分割方法，旨在解决目前按摩机器人因手动绘制人体按摩区域而导致的操作繁琐、按摩区域分割不精准的技术问题。
为实现上述目的，本发明提出一种人体按摩区域分割方法，该人体按摩区域分割方法包括：
获取人体按摩部位的深度图并对应生成第一掩膜图片；
获取人体按摩部位的彩色图并对应生成第二掩膜图片；
将所述第一掩膜图片和所述第二掩膜图片按与进行位运算生成第三掩膜图片以得到可按摩区域；
对所述第三掩膜图片按照预设距离进行边界收缩处理以得到人体按摩区域。
优选地，所述对所述第三掩膜图片按照预设距离进行边界收缩处理以得到人体按摩区域的步骤中包括：
对所述第三掩膜图片进行图像膨胀处理生成第四掩膜图片；
将所述第三掩膜图片和所述第四掩膜图片按异进行位运算生成第五掩膜图片以得到所述可按摩区域的边界；
根据所述第三掩膜图片对应生成深度图并进行转换计算得到第一点云；
根据所述第五掩膜图片对应生成深度图并进行转换计算得到第二点云；
计算所述第一点云中各点和所述第二点云中与之对应的最近点之间的间隔距离，若所述间隔距离小于预设距离，则将所述第一点云中的该点删除；若所述间隔距离大于预设距离，则将所述第一点云中的该点保留；
将所述第一点云中所有保留的点进行组合得到第三点云，对所述第三点云进行转换计算以得到深度图并对应生成第六掩膜图片以得到人体按摩区域。
优选地，所述人体按摩区域分割方法还包括：
在生成所述第三掩膜图片和所述第六掩膜图片后，对应采用中值滤波进行边界平滑处理。
本发明还提出一种人体按摩区域分割装置，该人体按摩区域分割装置包括：
第一执行模块，用于获取人体按摩部位的深度图并对应生成第一掩膜图片；
第二执行模块，用于获取人体按摩部位的彩色图并对应生成第二掩膜图片；
运算模块，用于将所述第一掩膜图片和所述第二掩膜图片按与进行位运算生成第三掩膜图片以得到可按摩区域；
边界收缩处理模块，用于对所述第三掩膜图片按照预设距离进行边界收缩处理以得到人体按摩区域。
优选地，所述边界收缩处理模块包括：
图像膨胀处理单元，用于对所述第三掩膜图片进行图像膨胀处理生成第四掩膜图片；
运算单元，用于将所述第三掩膜图片和所述第四掩膜图片按异进行位运算生成第五掩膜图片以得到所述可按摩区域的边界；
第一点云生成单元，用于根据所述第三掩膜图片对应生成深度图并进行转换计算得到第一点云；
第二点云生成单元，用于根据所述第五掩膜图片对应生成深度图并进行转换计算得到第二点云；
第一执行单元，用于计算所述第一点云中各点和所述第二点云中与之对应的最近点之间的间隔距离，若所述间隔距离小于预设距离，则将所述第一点云中的该点删除；若所述间隔距离大于预设距离，则将所述第一点云中的该点保留；
第二执行单元，用于将所述第一点云中所有保留的点进行组合得到第三点云，对所述第三点云进行转换计算以得到深度图并对应生成第六掩膜图片以得到人体按摩区域。
优选地，所述人体按摩区域分割装置还包括：
边界平滑处理模块，用于在生成所述第三掩膜图片和所述第六掩膜图片后，对应采用中值滤波进行边界平滑处理。
本发明还提出一种人体按摩区域分割系统，该人体按摩区域分割系统包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序时实现前述所记载的人体按摩区域分割方法，所述人体按摩区域分割方法至少包括以下步骤：
获取人体按摩部位的深度图并对应生成第一掩膜图片；
获取人体按摩部位的彩色图并对应生成第二掩膜图片；
将所述第一掩膜图片和所述第二掩膜图片按与进行位运算生成第三掩膜图片以得到可按摩区域；
对所述第三掩膜图片按照预设距离进行边界收缩处理以得到人体按摩区域。
本发明还提出一种计算机存储介质，所述计算机存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现前述所记载的人体按摩区域分割方法，所述人体按摩区域分割方法至少包括以下步骤：
获取人体按摩部位的深度图并对应生成第一掩膜图片；
获取人体按摩部位的彩色图并对应生成第二掩膜图片；
将所述第一掩膜图片和所述第二掩膜图片按与进行位运算生成第三掩膜图片以得到可按摩区域；
对所述第三掩膜图片按照预设距离进行边界收缩处理以得到人体按摩区域。
与现有技术相比，本发明实施例的有益效果在于：
本发明所提出的人体按摩区域分割方法，其通过分别获取人体按摩部位的深度图和彩色图并对应生成第一掩膜图片和第二掩膜图片，然后将第一掩膜图片和第二掩膜图片按与进行位运算生成第三掩膜图片以得到可按摩区域，最后对第三掩膜图片按照预设距离进行边界收缩处理以得到人体按摩区域，可实现人体按摩区域的自动生成，不仅避免了按摩区域手动绘制的繁琐操作，而且提高了按摩区域分割的精准性。
附图说明
图1为本发明一实施例中人体按摩区域分割方法的流程图；
图2为本发明一实施例中人体按摩区域的分割示意图；
图3为本发明另一实施例中人体按摩区域分割方法的流程图；
图4为本发明一实施例中人体按摩区域分割装置的功能模块图；
图5为本发明一实施例中人体按摩区域分割系统的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的方案进行清楚完整的描述，显然，所描述的实施例仅是本发明中的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提出一种人体按摩区域分割方法，参照图1，该人体按摩区域分割方法包括以下步骤：
S100：获取人体按摩部位的深度图并对应生成第一掩膜图片；
S200：获取人体按摩部位的彩色图并对应生成第二掩膜图片；
S300：将第一掩膜图片和第二掩膜图片按与进行位运算生成第三掩膜图片以得到可按摩区域；
S400：对第三掩膜图片按照预设距离进行边界收缩处理以得到人体按摩区域。
本实施例中，人体按摩部位主要是背部、胸部、腹部等区域，深度图和彩色图均通过深度相机采集获取，其中的深度图也被称为距离影像，是指将从深度相机到人体按摩部位处各点的距离(深度)作为像素值的图像，可直接反映人体按摩部位可见表面的几何形状。深度图作为单通道的图片，其每个像素坐标存储的值为深度值，若某个像素坐标深度值为0，则表示该位置无法获取深度值，即无法生成三维点，无法进行按摩。
以按摩人体背部为例，获取背部的深度图，对该深度图进行掩膜运算(深度图中某个像素坐标值深度大于0，则对应掩膜图片的像素坐标值为255，若等于0，则对应掩膜图片的像素坐标值为0)，以对应生成第一掩膜图片，即基于深度图识别按摩区域A。
获取背部的彩色图，将该彩色图输入训练模型中，以通过训练模型对应生成第二掩膜图片。此训练模型是通过对之前按摩所收集的多张按摩彩色图片里的可按摩区域进行标记，再利用深度学习里分割方法训练所得到的。故每输入一张彩色图片，通过训练模型便可得到对应的掩膜图片。即基于彩色图片深度学习识别按摩区域B。
将第一掩膜图片和第二掩膜图片按与进行位运算生成第三掩膜图片，即若第一掩膜图片和第二掩膜图片相同像素坐标里的值都为255，则所生成的第三掩膜图片中对应像素坐标里的值为255，若第一掩膜图片和第二掩膜图片相同像素坐标里的值存在一个为0，则所生成的第三掩膜图片中对应像素坐标里的值为0。即将按摩区域A和按摩区域B进行融合，以得到背部的可按摩区域C。
对第三掩膜图片按照预设距离进行边界收缩处理以得到背部的人体按摩区域，即基于初步所得到的可按摩区域C，往内进行边界收缩，以在该可按摩区域C中获得人体按摩区域。该预设距离的距离值可自行设置，容易理解的是，通过设置的不同的距离值，可在可按摩区域C中对应获得不同的人体按摩区域，如图2所示，例如推拉轨迹按摩区域、打圈轨迹按摩区域等。至于边界收缩处理的方式，具体将在后续实施例中作进一步阐述。
本实施例所提出的人体按摩区域分割方法，其通过分别获取人体按摩部位的深度图和彩色图并对应生成第一掩膜图片和第二掩膜图片，然后将第一掩膜图片和第二掩膜图片按与进行位运算生成第三掩膜图片以得到可按摩区域，最后对第三掩膜图片按照预设距离进行边界收缩处理以得到人体按摩区域。相较于现有的手动绘制人体按摩区域，本实施例所提出的人体按摩区域分割方法可实现人体按摩区域的自动生成，不仅避免了按摩区域手动绘制的繁琐操作，而且提高了按摩区域分割的精准性。
进一步的，参照图3，步骤S400包括以下步骤：
S410：对第三掩膜图片进行图像膨胀处理生成第四掩膜图片；
S420：将第三掩膜图片和第四掩膜图片按异进行位运算生成第五掩膜图片以得到可按摩区域的边界；
S430：根据第三掩膜图片对应生成深度图并进行转换计算得到第一点云；
S440：根据第五掩膜图片对应生成深度图并进行转换计算得到第二点云；
S450：计算第一点云中各点和第二点云中与之对应的最近点之间的间隔距离，若间隔距离小于预设距离，则将第一点云中的该点删除；若间隔距离大于预设距离，则将第一点云中的该点保留；
S460：将第一点云中所有保留的点进行组合得到第三点云，对第三点云进行转换计算以得到深度图并对应生成第六掩膜图片以得到人体按摩区域。
本实施例中，图像膨胀处理即在图像的边缘添加像素值，使得整体的像素值扩张，进而达到图像的膨胀效果。基于所获得的第三掩膜图片，对其按X(一般为10～20)个像素值进行图像膨胀处理以生成第四掩膜图片，然后将第三掩膜图片和第四掩膜图片按异进行位运算(即不同为255，相同为0)生成第五掩膜图片，该第五掩膜图片即为可按摩区域的边界掩膜图片，从而得到可按摩区域的边界。
由此，根据第三掩膜图片，对之前所获取人体按摩部位的原始深度图进行拷贝(拷贝时，若第三掩膜图片某一位置的像素坐标值为0，则新的深度图里对应的深度值为0，若第三掩膜图片某一位置的值为255，则新的深度图片里对应的深度值为原始深度图对应位置的深度值)，以得到与第三掩膜图片对应的新的深度图，然后再根据深度相机内参生成点云，并将其中的无效点删除，以得到第一点云P1。基于第五掩膜图片，第二点云P2对应参照前述第一点云P1的方式进行获取，在此不作赘述；并且，容易理解的是，所得到的第二点云P2即边界点云。
计算第一点云P1中各点和第二点云P2中与之对应的最近点之间的间隔距离R，若间隔距离R小于预设距离S，则将第一点云P1中的该点删除；若间隔距离R大于预设距离S，则将第一点云P1中的该点保留。将第一点云P1中所有保留的点进行组合得到第三点云P3，然后再根据深度相机内参进行转换计算以得到对应的深度图，然后对该深度图进行掩膜运算(深度图中某个像素坐标值深度大于0，则对应掩膜图片的像素坐标值为255，若等于0，则对应掩膜图片的像素坐标值为0)，以对应生成第六掩膜图片，即可得到可按摩区域C进行边界收缩后的人体按摩区域。
进一步的，人体按摩区域分割方法还包括以下步骤：
S500：在生成第三掩膜图片和第六掩膜图片后，对应采用中值滤波进行边界平滑处理。
中值滤波作为非线性的图像处理方法，在去噪的同时可以兼顾到边界信息的保留，本实施例通过采用中值滤波使第三掩膜图片和第六掩膜图片的边界更加平滑，以优化图片质量。
基于前述实施例所提出的人体按摩区域分割方法，参照图4，本发明还提出一种人体按摩区域分割装置，该人体按摩区域分割装置包括：
第一执行模块100，用于获取人体按摩部位的深度图并对应生成第一掩膜图片；
第二执行模块200，用于获取人体按摩部位的彩色图并对应生成第二掩膜图片；
运算模块300，用于将第一掩膜图片和第二掩膜图片按与进行位运算生成第三掩膜图片以得到可按摩区域；
边界收缩处理模块400，用于对第三掩膜图片按照预设距离进行边界收缩处理以得到人体按摩区域。
进一步的，边界收缩处理模块400包括：
图像膨胀处理单元410，用于对第三掩膜图片进行图像膨胀处理生成第四掩膜图片；
运算单元420，用于将第三掩膜图片和第四掩膜图片按异进行位运算生成第五掩膜图片以得到可按摩区域的边界；
第一点云生成单元430，用于根据第三掩膜图片对应生成深度图并进行转换计算得到第一点云；
第二点云生成单元440，用于根据第五掩膜图片对应生成深度图并进行转换计算得到第二点云；
第一执行单元450，用于计算第一点云中各点和第二点云中与之对应的最近点之间的间隔距离，若间隔距离小于预设距离，则将第一点云中的该点删除；若间隔距离大于预设距离，则将第一点云中的该点保留；
第二执行单元460，用于将第一点云中所有保留的点进行组合得到第三点云，对第三点云进行转换计算以得到深度图并对应生成第六掩膜图片以得到人体按摩区域。
进一步的，人体按摩区域分割装置还包括：
边界平滑处理模块500，用于在生成第三掩膜图片和第六掩膜图片后，对应采用中值滤波进行边界平滑处理。
基于前述实施例所提出的人体按摩区域分割方法，本发明还提出一种人体按摩区域分割系统，参照图5，该人体按摩区域分割系统包括：
存储器1005，用于存储计算机程序；
处理器1001，用于执行计算机程序时实现前述所记载的人体按摩区域分割方法，人体按摩区域分割方法至少包括以下步骤：
S100：获取人体按摩部位的深度图并对应生成第一掩膜图片；
S200：获取人体按摩部位的彩色图并对应生成第二掩膜图片；
S300：将第一掩膜图片和第二掩膜图片按与进行位运算生成第三掩膜图片以得到可按摩区域；
S400：对第三掩膜图片按照预设距离进行边界收缩处理以得到人体按摩区域。
本发明实施例所提出的人体按摩区域分割系统可以是机器人，也可以是PC。如图5所示，该人体按摩区域分割系统可以包括：处理器1001，例如CPU，网络接口1004，用户接口1003，存储器1005，通信总线1002。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示屏(Display)、输入单元，比如键盘(Keyboard)，可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如WI-FI接口)。存储器1005可以是高速RAM存储器，也可以是稳定的存储器(non-volatile memory)，例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。
本领域技术人员可以理解，图5中示出的人体按摩区域分割系统结构并不构成对人体按摩区域分割系统的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
如图5所示，作为一种计算机存储介质的存储器1005中可以包括操作系统、网络通信模块、用户接口模块以及人体按摩区域分割程序。
在图5所示的人体按摩区域分割系统中，网络接口1004主要用于连接后台服务器，与后台服务器进行数据通信；用户接口1003主要用于连接客户端(用户端)，与客户端进行数据通信；而处理器1001可以用于调用存储器1005中存储的人体按摩区域分割程序。
基于前述实施例所提出的人体按摩区域分割方法，本发明还提出一种计算机存储介质，该计算机存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现前述所记载的人体按摩区域分割方法，人体按摩区域分割方法至少包括以下步骤：
S100：获取人体按摩部位的深度图并对应生成第一掩膜图片；
S200：获取人体按摩部位的彩色图并对应生成第二掩膜图片；
S300：将第一掩膜图片和第二掩膜图片按与进行位运算生成第三掩膜图片以得到可按摩区域；
S400：对第三掩膜图片按照预设距离进行边界收缩处理以得到人体按摩区域。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的方法和装置，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个装置，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理模块中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。
集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机系统(可以是个人计算机，服务器，或者网络系统等)执行本发明各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述的仅为本发明的部分或优选实施例，无论是文字还是附图都不能因此限制本发明保护的范围，凡是在与本发明一个整体的构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明保护的范围内。

Claims (8)

1.一种人体按摩区域分割方法，其特征在于，包括：
获取人体按摩部位的深度图并对应生成第一掩膜图片；
获取人体按摩部位的彩色图并对应生成第二掩膜图片；
将所述第一掩膜图片和所述第二掩膜图片按与进行位运算生成第三掩膜图片以得到可按摩区域；
对所述第三掩膜图片按照预设距离进行边界收缩处理以得到人体按摩区域。
2.根据权利要求1所述的人体按摩区域分割方法，其特征在于，所述对所述第三掩膜图片按照预设距离进行边界收缩处理以得到人体按摩区域的步骤中包括：
对所述第三掩膜图片进行图像膨胀处理生成第四掩膜图片；
将所述第三掩膜图片和所述第四掩膜图片按异进行位运算生成第五掩膜图片以得到所述可按摩区域的边界；
根据所述第三掩膜图片对应生成深度图并进行转换计算得到第一点云；
根据所述第五掩膜图片对应生成深度图并进行转换计算得到第二点云；
计算所述第一点云中各点和所述第二点云中与之对应的最近点之间的间隔距离，若所述间隔距离小于预设距离，则将所述第一点云中的该点删除；若所述间隔距离大于预设距离，则将所述第一点云中的该点保留；
将所述第一点云中所有保留的点进行组合得到第三点云，对所述第三点云进行转换计算以得到深度图并对应生成第六掩膜图片以得到人体按摩区域。
3.根据权利要求2所述的人体按摩区域分割方法，其特征在于，还包括：
在生成所述第三掩膜图片和所述第六掩膜图片后，对应采用中值滤波进行边界平滑处理。
4.一种人体按摩区域分割装置，其特征在于，包括：
第一执行模块，用于获取人体按摩部位的深度图并对应生成第一掩膜图片；
第二执行模块，用于获取人体按摩部位的彩色图并对应生成第二掩膜图片；
运算模块，用于将所述第一掩膜图片和所述第二掩膜图片按与进行位运算生成第三掩膜图片以得到可按摩区域；
边界收缩处理模块，用于对所述第三掩膜图片按照预设距离进行边界收缩处理以得到人体按摩区域。
5.根据权利要求4所述的人体按摩区域分割装置，其特征在于，所述边界收缩处理模块包括：
图像膨胀处理单元，用于对所述第三掩膜图片进行图像膨胀处理生成第四掩膜图片；
运算单元，用于将所述第三掩膜图片和所述第四掩膜图片按异进行位运算生成第五掩膜图片以得到所述可按摩区域的边界；
第一点云生成单元，用于根据所述第三掩膜图片对应生成深度图并进行转换计算得到第一点云；
第二点云生成单元，用于根据所述第五掩膜图片对应生成深度图并进行转换计算得到第二点云；
第一执行单元，用于计算所述第一点云中各点和所述第二点云中与之对应的最近点之间的间隔距离，若所述间隔距离小于预设距离，则将所述第一点云中的该点删除；若所述间隔距离大于预设距离，则将所述第一点云中的该点保留；
第二执行单元，用于将所述第一点云中所有保留的点进行组合得到第三点云，对所述第三点云进行转换计算以得到深度图并对应生成第六掩膜图片以得到人体按摩区域。
6.根据权利要求5所述的人体按摩区域分割装置，其特征在于，还包括：
边界平滑处理模块，用于在生成所述第三掩膜图片和所述第六掩膜图片后，对应采用中值滤波进行边界平滑处理。
7.一种人体按摩区域分割系统，其特征在于，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序时实现如权利要求1至3中任一项所述人体按摩区域分割方法的步骤。
8.一种计算机存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至3中任一项所述人体按摩区域分割方法的步骤。
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