CN113749646A

CN113749646A - 基于单目视觉的人体身高测量方法、装置及电子设备

Info

Publication number: CN113749646A
Application number: CN202111032324.XA
Authority: CN
Inventors: 王金桥; 赵朝阳; 刘权
Original assignee: Objecteye Beijing Technology Co Ltd
Current assignee: Objecteye Beijing Technology Co Ltd
Priority date: 2021-09-03
Filing date: 2021-09-03
Publication date: 2021-12-07

Abstract

本申请涉及基于单目视觉的人体身高测量方法、装置及电子设备，属于身高测量技术领域，本申请的方法包括，获取目标图像，其中，目标图像为使用预先标定过的相机设备所采集到的被测人员站在指定地面上的图像；对目标图像进行处理分析，得到目标图像中被测人员的头顶及脚部与地面交点在图像中的坐标数据；根据相机设备在进行预先标定时所得到的内参外参信息，对坐标数据进行处理计算，得到被测人员的实际身高。本申请有助于在保证高效的同时，以较低成本的实现人体身高测量。

Description

基于单目视觉的人体身高测量方法、装置及电子设备

技术领域

本申请属于身高测量技术领域，具体涉及一种基于单目视觉的人体身高测量方法、装置及电子设备。

背景技术

目前，人体身高测量通常使用传统物理器材，如使用米尺测量人的头顶距离地面的高度来测量出人体的身高；人体站在身高测量仪的平台上，用滑尺卡到人头的顶部来算出头顶到脚底的距离来测量出人体的身高。此外，还有使用深度相机进行身高测量的方式，在实际实现中通过深度相机获取场景的深度图像，确定深度图像中的人体目标，基于人体目标的上端点（头顶）和下端点（脚点）实际三维坐标的空间距离来确定人体的身高（本质是基于双目视觉原理）。

以上人体身高测量的方式中，使用传统物理器材测量人体的身高时每次都需要接触物理器材才能进行身高测量，造成身高测量效率低。而利用深度相机测量人体的身高，深度相机价格昂贵且深度数据处理计算复杂。

上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

发明内容

为至少在一定程度上克服相关技术中存在的问题，本申请提供一种基于单目视觉的人体身高测量方法、装置及电子设备，有助于在保证高效的同时，以较低成本的实现人体身高测量。

为实现以上目的，本申请采用如下技术方案：

第一方面，

本申请提供一种基于单目视觉的人体身高测量方法，该人体身高测量方法包括：

获取目标图像，其中，所述目标图像为使用预先标定过的相机设备所采集到的被测人员站在指定地面上的图像；

对所述目标图像进行处理分析，得到所述目标图像中被测人员的头顶及脚部与地面交点在图像中的坐标数据；

根据所述相机设备在进行预先标定时所得到的内参外参信息，对所述坐标数据进行处理计算，得到被测人员的实际身高。

可选地，所述对所述目标图像进行处理分析，包括：

对所述目标图像进行预处理，得到待检测图像；

调用第三方人体目标检测器对所述待检测图像进行检测，将检测结果中置信度大于预设阈值的人体外接矩形框区域确定为最终检测区域；

获取所述最终检测区域中矩形框各顶点的坐标值，将其中的左上角顶点坐标值作为被测人员的头顶与地面交点在图像中的坐标数据，将其中的右下角顶点坐标值作为被测人员的脚部与地面交点在图像中的坐标数据。

可选地，所述对所述目标图像进行预处理，包括：

对所述目标图像进行缩放处理，得到满足检测器输入大小要求的中间图像；

对所述中间图像进行减均值及除方差处理，得到所述待检测图像。

可选地，所述对所述坐标数据进行处理计算，得到被测人员的实际身高，包括：

根据所述缩放处理时所采用的缩放比例，对所述坐标数据进行复原计算处理，得到第一坐标；

将所述第一坐标和所述内参外参信息输入预先训练好的神经网络模型，将模型输出的身高数据作为所述被测人员的实际身高。

可选地，所述神经网络模型包括BP神经网络模型。

可选地，所述内参外参信息基于以下方式得到：

使用所述相机设备采集不同位姿下标准黑白棋盘格标定板的标定图像，基于得到的标定图像采用张正友标定法，标定得到所述相机设备的内参信息；

以指定方式对所述相机设备进架设安装，以使所述相机设备的视场与所述指定地面相对，测量所述相机设备的安装高度，以及视场近端边界至设备在地平面投影点的距离，根据所述安装高度和所述距离计算得到所述相机设备的外参信息。

第二方面，

本申请提供一种人体身高测量装置，该装置包括：

获取模块，用于获取目标图像，其中，所述目标图像为使用预先标定过的相机设备所采集到的被测人员站在指定地面上的图像；

第一处理模块，用于对所述目标图像进行处理分析，得到所述目标图像中被测人员的头顶及脚部与地面交点在图像中的坐标数据；

第二处理模块，用于根据所述相机设备在进行预先标定时所得到的内参外参信息，对所述坐标数据进行处理计算，得到被测人员的实际身高。

第三方面，

本申请提供一种电子设备，包括：

存储器，其上存储有可执行程序；

处理器，用于执行所述存储器中的所述可执行程序，以实现上述所述方法的步骤。

本申请采用以上技术方案，至少具备以下有益效果：

本申请的技术方案，采用进行标定后的相机设备获取被测人员在指定地面的普通图像，基于相机在标定时得到的内参外参信息，采用相关算法对图像进行计算处理，来得到被测人员的身高。该种方法基于单目视觉原理，可以实现对被测人员的身高进行无接触、精准测量，且实现成本较低。

本发明的其他优点、目标，和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书，权利要求书，以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本申请的技术方案或现有技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分。其中，表达本申请实施例的附图与本申请的实施例一起用于解释本申请的技术方案，但并不构成对本申请技术方案的限制。

图1为本申请一个实施例提供的基于单目视觉的人体身高测量方法的流程示意图；

图2为本申请另一实施例中人体身高测量方法的实现示意说明图；

图3为本申请一个实施例中相机设备的外参标定说明示意图；

图4为本申请一个实施例中测量实现的示意说明图；

图5为本申请一个实施例中人体目标检测的示意说明图；

图6为本申请一个实施例提供的人体身高测量装置的结构示意图；

图7为本申请一个实施例提供的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本申请的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本申请所保护的范围。

如背景技术中所述，现有人体身高测量实现中，使用传统物理器材测量人体的身高时每次都需要接触物理器材才能进行身高测量，造成身高测量效率低。而利用深度相机测量人体的身高，深度相机价格昂贵且深度数据处理计算复杂。针对于此，本申请提出一种基于单目视觉的人体身高测量方法，有助于在保证高效的同时，以较低成本的实现人体身高测量。

如图1所示，在一实施例中，该基于单目视觉的人体身高测量方法，包括：

步骤S110，获取目标图像，该步骤中，目标图像为使用预先标定过的相机设备所采集到的被测人员站在指定地面上的图像；

具体的，如图4所示，该步骤中，通过架设好的已预先标定过的相机设备对站在指定地面上的被测人员进行拍照，以获得目标图像（该实施例中，目标图像为彩色图像），容易理解的是，这里被测人员需要整个身体在相机的视野中。

之后进行步骤S120，对目标图像进行处理分析，得到目标图像中被测人员的头顶及脚部与地面交点在图像中的坐标数据；

最后进行步骤S130，根据相机设备在进行预先标定时所得到的内参外参信息，对步骤S120中得到的坐标数据进行处理计算，得到被测人员的实际身高。

本申请的技术方案，采用进行标定后的相机设备获取被测人员在指定地面的普通图像，基于相机在标定时得到的内参外参信息，采用相关算法对图像进行计算处理，来得到被测人员的身高。该方法基于单目视觉原理，可以实现对被测人员的身高进行无接触、精准测量，且实现成本较低。

为便于理解本申请的技术方案，下面以另一实施例对本申请的技术方案进行介绍说明。

该实施例中，如图2所示，首先需预先相机设备进行标定，得到相机的内参外参信息。

具体的，该实施例中，内参外参信息基于以下方式得到：

如图3所示，将相机设备（这里的相机设备可选取任意型号相机）以指定方式进行架设安装，以使相机设备的视场与指定地面相对；

打印用于标定的标准黑白棋盘格标定板，使用该相机设备采集不同位姿下标准黑白棋盘格标定板的标定图像，举例而言，采集20张标定图像，基于得到的标定图像采用张正友标定法，标定得到相机设备的内参信息，容易理解的是，这里的内参信息主要指内参矩阵；

如图3所示，测量相机设备的安装高度H，以及视场近端边界至设备在地平面投影点的距离D，根据安装高度H和距离D计算得到相机设备的外参信息。

之后，如图2所示，采用相机设备抓拍被测人员图像，以获取目标图像，这里的目标图像为相机设备所采集到的被测人员站在指定地面上的图像；

之后对目标图像进行处理分析，得到目标图像中被测人员的头顶及脚部与地面交点在图像中的坐标数据；

具体的，如图2所示，先对目标图像进行预处理，得到待检测图像；

这里的预处理包括对目标图像进行缩放处理，得到满足后续步骤中人体目标检测器输入大小要求的中间图像，对中间图像进行减均值及除方差处理（指减去图像均值和除图像方差处理），从而得到待检测图像。

之后如图2中进行人体外接框检测，该实施例中通过调用第三方人体目标检测器（例如调用基于深度学习的开源人体目标检测器）对待检测图像进行检测，将检测结果中置信度大于预设阈值的人体外接矩形框区域确定为最终检测区域，图5所示为该环节中得到最终检测区域的说明示意；

获取最终检测区域中矩形框各顶点的坐标值，将其中的左上角顶点坐标值作为被测人员的头顶与地面交点在图像中的坐标数据（图5中（x1，y1）），将其中的右下角顶点坐标值作为被测人员的脚部与地面交点在图像中的坐标数据（图5中（x2，y2））。

该实施例中，得到目标图像中被测人员的头顶及脚部与地面交点在图像中的坐标数据之后，根据相机设备在进行预先标定时所得到的内参外参信息，对得到的坐标数据进行处理计算，得到被测人员的实际身高：

具体的，如图2所示，先进行结果后处理，即根据前文对目标图像进行缩放处理时所采用的缩放比例，对坐标数据进行复原计算处理，得到第一坐标；

再如图2所示，进行身高计算及输出，该实施例中，是将第一坐标和内参外参信息输入预先训练好的神经网络模型，将模型输出的身高数据作为被测人员的实际身高，并进行输出，举例而言，这里的神经网络模型为BP神经网络模型。

图6为本申请一个实施例提供的人体身高测量装置的结构示意图，如图6所示，该人体身高测量装置300包括：

获取模块301，用于获取目标图像，其中，目标图像为使用预先标定过的相机设备所采集到的被测人员站在指定地面上的图像；

第一处理模块302，用于对目标图像进行处理分析，得到目标图像中被测人员的头顶及脚部与地面交点在图像中的坐标数据；

第二处理模块303，用于根据相机设备在进行预先标定时所得到的内参外参信息，对坐标数据进行处理计算，得到被测人员的实际身高。

关于上述相关实施例中的人体身高测量装置300，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。

图7为本申请一个实施例提供的电子设备的结构示意图，如图4所示，该电子设备400包括：

存储器401，其上存储有可执行程序；

处理器402，用于执行存储器401中的可执行程序，以实现上述方法的步骤。

关于上述实施例中的电子设备400，其处理器402执行存储器401中的程序的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人员在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种基于单目视觉的人体身高测量方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的人体身高测量方法，其特征在于，所述对所述目标图像进行处理分析，包括：

对所述目标图像进行预处理，得到待检测图像；

3.根据权利要求2所述的人体身高测量方法，其特征在于，所述对所述目标图像进行预处理，包括：

4.根据权利要求3所述的人体身高测量方法，其特征在于，所述对所述坐标数据进行处理计算，得到被测人员的实际身高，包括：

5.根据权利要求4所述的人体身高测量方法，其特征在于，所述神经网络模型包括BP神经网络模型。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的人体身高测量方法，其特征在于，所述内参外参信息基于以下方式得到：

7.一种人体身高测量装置，其特征在于，包括：

8.一种电子设备，其特征在于，包括：

存储器，其上存储有可执行程序；

处理器，用于执行所述存储器中的所述可执行程序，以实现权利要求1-7中任一项所述方法的步骤。