【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种基于双目视觉的头部定位方法及系统,属于医学光电应用领域。
技术介绍
近年来,随着图像技术的发展,以及临床辅助诊断设备的不断更新,基于光学的面部形貌采集技术设备的出现、革新和推广,为临床医学特别是口腔额面医学的发展提供了有利的条件,该项技术已经成为了临床诊断不可缺失的光学影像检测分析手段之一。然而,同一拍摄对象,当其头部处于不同的位置特别是不同的姿态时,其面部软组织的形貌会有所不同进而影响面部形貌的采集结果。现今,无论是传统的二维光学影像采集技术,还是新兴的三维光学影像采集技术,对于面部形貌采集时头部的空间位置和姿态的定位,并没有现成的系统和相关设备,更多的是依赖于操作者的经验和简单的视觉判断。而已有的一些用于放射影像以及手术规划等技术的头面部定位的设备由于其具有较多的遮挡或较强的干扰,或者更多的是仅仅考虑头部的空间位置,而对拍摄对象的姿态考虑并不充分,并不适用于光学面部形貌采集技术。因此,针对现今技术的不足,本专利技术提出了一种适用性强的面部的三维头部定位系统,除了确定头部的三维空间位置以外,还可以辅助判断头部的姿态。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于双目视觉的头部定位方法及系统,不仅能实现头部的空间三维坐标的确定,还能实现头部姿态,比如头部屈伸、侧屈、旋转等情况的确定,解决现有技术中存在的上述问题。本专利技术的技术解决方案是:一种基于双目视觉的头部定位方法,包括以下步骤,S1、利用双目视觉技术中的张正友摄像机标定方法进行标定,并获得摄像头组的内参和外参;取摄像头镜头A中心点Ol与摄像头镜头B中心点Or连线中点O为坐标系原点,摄 ...
【技术保护点】
一种基于双目视觉的头部定位方法,其特征在于:包括以下步骤,S1、利用双目视觉技术中的张正友摄像机标定方法进行标定,并获得摄像头组的内参和外参;取摄像头镜头A中心点Ol与摄像头镜头B中心点Or连线中点O为坐标系原点,摄像机镜头中心连线为X轴,且X轴与地面平行,Y轴垂直于地面,Z轴垂直于X轴与Y轴,建立以两台摄像机的中点为世界坐标原点的三维坐标系;S2、让拍摄对象正对坐标原点站立,使拍摄对象面部处于摄像头A与摄像头B共同的拍摄区域,并将面部标记点组件固定于拍摄对象面部特征位置;将表面黏贴式面部标记Mc、Mb1、Mb2、Mc1、Mc2分别固定于被拍摄者下巴颏最前点,两个眉头以及锁骨胸骨端位置,将插入固定式面部标记Me1、Me2插入被拍摄者左耳、右耳中,利用光学采集系统采集拍摄对象佩戴标记点组件后的图像;S3、利用图像处理算法提取标记点M在摄像头A与摄像头B所采集的图像中的坐标ml(ul,vl)与mr(ur,vr),并据此结合摄像头的内参和外参计算各标记点在世界坐标系中的空间坐标M(x,y,z);S4、利用各标记点的空间坐标,实现头部的实时定位。
【技术特征摘要】
1.一种基于双目视觉的头部定位方法,其特征在于:包括以下步骤,S1、利用双目视觉技术中的张正友摄像机标定方法进行标定,并获得摄像头组的内参和外参;取摄像头镜头A中心点Ol与摄像头镜头B中心点Or连线中点O为坐标系原点,摄像机镜头中心连线为X轴,且X轴与地面平行,Y轴垂直于地面,Z轴垂直于X轴与Y轴,建立以两台摄像机的中点为世界坐标原点的三维坐标系;S2、让拍摄对象正对坐标原点站立,使拍摄对象面部处于摄像头A与摄像头B共同的拍摄区域,并将面部标记点组件固定于拍摄对象面部特征位置;将表面黏贴式面部标记Mc、Mb1、Mb2、Mc1、Mc2分别固定于被拍摄者下巴颏最前点,两个眉头以及锁骨胸骨端位置,将插入固定式面部标记Me1、Me2插入被拍摄者左耳、右耳中,利用光学采集系统采集拍摄对象佩戴标记点组件后的图像;S3、利用图像处理算法提取标记点M在摄像头A与摄像头B所采集的图像中的坐标ml(ul,vl)与mr(ur,vr),并据此结合摄像头的内参和外参计算各标记点在世界坐标系中的空间坐标M(x,y,z);S4、利用各标记点的空间坐标,实现头部的实时定位。2.如权利要求1所述的基于双目视觉的头部定位方法,其特征在于:步骤S3具体为:S31、操作人员手动点取标记点M分别在摄像头A与摄像头B采集的结果图像中组件图像区域中的任意点Sl、Sr;S32、分别以Sl、Sr为种子点对标记点组件的图像区域采用区域增长算法;S33、分别获取摄像机采集图像中区域增长后的结果区域的质心Pl(ul,vl),Pr(ur,vr)作为的标记组件分别在摄像机采集图像中的中心点的坐标Ml(ul,vl),Mr(ur,vr);S34、利用不同摄像机采集图像中的标记点组件的中心点坐标Ml(ul,vl),Mr(ur,vr),结合摄像机的内参与外参,采用双目视觉理论计算当前标记点组件M在世界坐标系的空间坐标M(x,y,z);S35、分别对左耳中、右耳中、两个眉头、下巴颏最前点以及锁骨胸骨端的标记点组件做步骤S31-S34的操作,获取空间坐标Me1、Me2、Mb1、Mb2、Mc、Mc1、Mc2。3.如权利要求3所述的基于双目视觉的头部定位方法,其特征在于:步骤S4中实现头部的实时定位具体为:S41、基准垂线s的计算:计算两个眉头Mb1、Mb2之间的中点Mbc,中点Mbc与下巴颏最前点...
【专利技术属性】
技术研发人员:谢理哲,严斌,陈雅丽,王松,胡轶宁,高鹏程,王林,
申请(专利权)人:南京医科大学附属口腔医院,
类型:发明
国别省市:江苏;32
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