CN1957788A - 一种旋转定点形体测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开的一种旋转定点形体测量方法，其先设定初始位置，利用图像获取设备获取形体旋转360°不同间隔点的图像，并检测得到边缘点的坐标；再利用安装有专门软件的计算机对获取的图像进行处理，处理时先输入每个图像中的任意高度值，并自左向右扫描，给定一个灰度判别值K，如果Ti+1－T i＞k，则保存该点的像素坐标值；最后利用保存的坐标值，进行曲线拟合封闭及计算曲线长度。本发明可以与灰度法一样通过轮廓线构造形体轮廓，在分割区域，拟合曲面，以完成三维人体的面形重建。本发明的旋转定点形体测量法比手工测量效率高，且误差不超过1.7％。本发明是一种成本低，准确度较高，计算速度快的方法。

Description

一种旋转定点形体测量方法

技术领域

本发明涉及一种形体的测量方法，特别是一种旋转定点形体测量方法。

背景技术

目前在服装设计和裁剪缝制过程中，首先要对人的形体进行测量。而目前形体测量方法主要有手工测量、光学测量和计算机测量三种。手工测量是一种传统的形体测量方法，工作量大，效率低，误差较大。因此，近几年以灰度法为代表的计算机测量方法面世，但是这样的人体三维测量系统价格高，在中国很难普及。利用灰度法进行三维人体测量的结果存在着误差见下表1(根据B.Xu和S.V.Sreenivasan于1999年发表的结论)

             表1灰度法测量的结果与手工测量的比较

测量部位	手工测量(厘米)	灰度法(厘米)	误差(％)
				胸围	94.0	94.2	0.23
腰围	66.5	68.5	3.05
				臀围	94.5	94.5	0
肩围	43.2	43.9	1.62
				背长	44.5	45.2	1.57

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种旋转定点形体测量方法，可大大降低计算机测量成本，同时获得准确度较高的服装用尺寸。

本发明解决的技术问题可以通过以下技术方案来实现：一种旋转定点形体测量方法，其特征在于：包括以下步骤：

1、形体图象的获取：先设定初始位置，利用图像获取设备获取第一张图像，并检测得到边缘点的坐标；然后人体由右向左旋转一个角度后，利用图像获取设备获取第二张图像，按照此方法，获取形体旋转360°不同间隔点的图像；

2、图像处理：利用安装有专门软件的计算机对获取的图像进行处理，处理时先输入每个图像中的任意高度值，并自左向右扫描，给定一个灰度判别值K，如果Ti+1-T i＞k，则保存该点的像素坐标值；最后利用保存的坐标值，进行曲线拟合封闭及计算曲线长度。

本发明旋转角度间隔的确定方法是：较为平坦的部位，角度跨度稍大，而曲率大的部位角度跨度较小。

本发明女性形体旋转角度间隔的确定方法是：以公主线为分界线，正面和背面曲面曲率较小，侧面曲面曲率相对较大。

本发明旋转角度间隔一般为13至22个。

本发明的B样条曲线可以通过以下通式来计算：

Pj(t*)＝[T*][N*][B]  1≤j≤n-K+1  0≤t*＜1

其中B为控制多边形顶点，[T*]为与参数t*相关的矢量，[N*]为B样条基函数矩阵，Pj(t*)对应给定参数值的B样条曲线上的点。

本发明采用的图像获取设备为数码摄像机。

本发明的原理(参见图1)是通过某一高度的图像边缘点的搜索和提取拟合出横截面的轮廓线，并计算出周长，从而获得形体的测量数据。测量时先设定初始位置获取第一张图像，一般取正面。检测得到边缘点的坐标，当人体由右向左旋转一定角度后获取第二张图像，此时检测到的同一高度的边缘点与初始点相比较可计算出该点到旋转中心的距离，由旋转角度可以确定该点的位置。依次获取图像得到若干点。

边缘点P(y，x)的坐标可由以下表达式表示：y＝rcosθ，z＝rsinθ。

由于人体在脊柱和前中心向内凹进，旋转凹进的部位不可能成为边缘点，这部分信息将会损失，可以作适当假定，以使曲线在该部位更贴合形体实际形状。比如前胸中心点，可根据侧面图形设定一个适当的值，以弥补损失的信息。

由于采用了如上的技术方案，本发明可以与灰度法一样通过轮廓线构造形体轮廓，在分割区域，拟合曲面，以完成三维人体的面形重建。本发明的旋转定点形体测量法比手工测量效率高，且误差不超过1.7％，两者测量的结果比较见下表2

      表2本发明测量的结果与手工测量的比较

测量部位	手工测量(厘米)	灰度法(厘米)	误差(％)
				胸围	84.0	84.0	0
腰围	64.0	65.1	1.7
				臀围	90.0	91.1	1.2
肩围	35.0	35.1	0.3
				背长	18.0	18.1	0.6

本发明是一种成本低，准确度较高，计算速度快的方法。

附图说明

图1为本发明的原理示意图；

图2为本发明具体实施方式中所提的女性形体特征示意图；

图3为本发明拍摄女性形体各个旋转角度的图像示意图；

图4为本发明边缘的灰度差异的示意图；

图5为本发明形体图像处理界面的示意图。

具体实施方式

参看附图，一种旋转定点形体测量方法，包括以下步骤：

1、形体图像的获取

利用数码摄像机分别对人体的不同角度进行拍摄。得到一组清晰的人体图像。拍摄中使用的数码摄像机为640×480像素，被侧模特为GB1335-91(84)人台。

旋转角度的确定：

由于女性形体不是规则的几何体，因此采用等角度拍摄势必会损失较多的信息，尤其是凹进的部位。因此在选取拍摄角度必须充分考虑形体各个立体块面的特点。选取的原则是，较为平坦的部位，角度跨度可以稍大，而曲率大的部位角度跨度较小，以保证获取较多的信息。就女性形体而言，以公主线为分界线，正面和背面曲率较小，侧面曲面曲率相对较大。参看图2。因此拍摄角度的选取依据曲率的大小适当增减。

曲率大的区域拍摄密度增加，既旋转角度间隔减小；反之拍摄密度减小，旋转角度间隔增加。同时为提高测量精度，旋转角度的总数由一般的13个增加至22个。

图3为部分利用数码摄像机拍摄的图像。

2、图像处理及数据记录

当计算机获得了所需的22个图像，就可以对每幅图像所需要的信息进行处理和记录。首先，由于边缘像素是在区域边界上，在边界两边的区域具有不同的灰度值，这样，区域的边界可以通过测量邻近像素差值来求取。参看图4，可以看出边缘的像素灰度差异。这样，只要输入任意高度，计算机就可以对每幅图像的右边缘点进行记录，替代手工输入。

其算法步骤：

i)对于图像I[i，j]，输入j；

ii)自左向右扫描，给定一个灰度判别值k，如果Ti+1-T i＞k，则保存该点的像素坐标值。

曲线拟合及曲线长度

对于封闭的曲线的估计，B样条曲线可以用一个矩阵的形式表达。

Pj(t*)＝[T*][N*][B]  1≤j≤n-K+1  0≤t*＜1

其中B为控制多边形顶点，[T*]为与参数t*相关的矢量，[N*]为B样条基函数矩阵，Pj(t*)对应给定参数值的B样条曲线上的点。当采用三次(四阶)时，矩阵方程可以写为

$P_j=\left(t^{*}\right)=\frac{1}{6}\left[\begin{array}{cccc}{t}^{*3}& t^{*2}& t^{*}& 1\end{array}\right]\left[\begin{array}{cccc}-1& 3& -3& 1\\ 3& -6& 3& 0\\ -3& 0& 3& 0\\ 1& 4& 1& 0\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{B}_j\\ B_{j+1}\\ B_{j+2}\\ B_{j+3}\end{array}\right].$

Claims (6)

1、一种旋转定点形体测量方法，其特征在于：包括以下步骤：

[1]、形体图象的获取：先设定初始位置，利用图像获取设备获取第一张图像，并检测得到边缘点的坐标；然后人体由右向左旋转一个角度后，利用图像获取设备获取第二张图像，按照此方法，获取形体旋转360°不同间隔点的图像；

[2]、图像处理：利用安装有专门软件的计算机对获取的图像进行处理，处理时先输入每个图像中的任意高度值，并自左向右扫描，给定一个灰度判别值K，如果Ti+1-T i＞k，则保存该点的像素坐标值；最后利用保存的坐标值，进行曲线拟合封闭及计算曲线长度。

2、根据权利要求1所述的一种旋转定点形体测量方法，其特征在于：所述旋转角度间隔的确定方法是：较为平坦的部位，角度跨度稍大，而曲率大的部位角度跨度较小。

3、根据权利要求2所述的一种旋转定点形体测量方法，其特征在于：女性形体旋转角度间隔的确定方法是：以公主线为分界线，正面和背面曲面曲率较小，侧面曲面曲率相对较大。

4、根据权利要求2所述的一种旋转定点形体测量方法，其特征在于：所述旋转角度间隔一般为13至22个。

5、根据权利要求1所述的一种旋转定点形体测量方法，其特征在于：B样条曲线可以通过以下通式来计算：

Pj(t*)＝[T*][N*][B]    1≤j≤n-K+1    0≤t*＜1

其中B为控制多边形顶点，[T*]为与参数t*相关的矢量，[N*]为B样条基函数矩阵，Pj(t*)对应给定参数值的B样条曲线上的点。

6、根据权利要求1所述的一种旋转定点形体测量方法，其特征在于：所述图像获取设备为数码摄像机。

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