基于深度相机的身高测量方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于深度相机的身高测量方法及装置。该方法包括：通过深度相机获取场景的深度图像；根据预先设置的人体特征参数在深度图像中进行识别，确定深度图像中的人体目标；根据人体目标在深度图像中的位置，确定人体目标的上端点在深度图像中的第一图像坐标和人体目标的下端点在深度图像中的第二图像坐标；根据第一图像坐标、第二图像坐标、景深信息和预先设置的相机标定参数，计算第一图像坐标对应的第一三维坐标和第二图像坐标对应的第二三维坐标；根据第一三维坐标和第二三维坐标，确定人体目标的高度。本发明专利技术解决了由于在对深度相机进行安装时需要对安装高度和安装角度进行人工标定，导致的安装操作繁琐、身高测量精度差的技术问题。

Height measurement method and device based on depth camera

The invention discloses a height measurement method and device based on a depth camera. The method includes: obtaining the depth information through scene depth camera; according to the body feature parameter set identification in depth image, determine the depth of target in the image; according to the human target in the depth of the location of the image, the image coordinates of second points lower endpoint determined human target in depth image in the first image coordinates and in the depth of human target in the image; according to the first parameter calibration image coordinates, second image coordinates, depth information and preset camera 3D coordinates corresponding to the first second three-dimensional coordinates and image coordinates of second to calculate the first image coordinates corresponding to the first and second; according to the 3D coordinates of 3D coordinates, to determine the target height. The invention solves the technical problem that the installation height and the installation angle are artificially calibrated when the depth camera is installed, and the installation operation is complicated and the measurement accuracy of the height is poor.

【技术实现步骤摘要】
基于深度相机的身高测量方法及装置
本专利技术涉及图像处理领域，具体而言，涉及一种基于深度相机的身高测量方法及装置。
技术介绍
目前，身高作为人体的重要特征，在日常生活中随处可见，例如，医院体检的身高测量、基础交通验票时对儿童身高的测量、景区入口检票处对儿童身高的测量以及对个人身高信息验证等。传统身高测量方法一般是通过尺度工具或测量设备逐个进行身高测量。在人群密集的情况下，以上述方法对身高进行测量，速度慢、效率低，无法满足需求。因此，基于视频图像的身高测量方法被广泛使用，使用上述方法可以同时对出现在相机视场范围内的多个人体目标进行身高的测量，其测量速度快、效率高。但是，现有技术中的基于视频图像的身高测量方法，多采用基于二维图像的身高测量方法对身高进行测量，该方法需要在安装时，预先标定出相机的安装高度和角度，然后相机通过相似三角形关系以及人体在成像面上的像素高度计算出对应的身高，理论上需要图像以水平方向拍摄，使人体与地面保持垂直。但是，通常为了使相机有更大的视场范围，会将相机设置于人群之上，因此，相机的视角是自上而下进行拍摄的，所以在摄像机获取的图像中，人体并不能与地面保持垂直。并且，因人体个体差异的原因，人体各部分的比例并不相同。这些导致现有的方法容易受已标定的标准身高比例的影响，以及相机安装角度影响，使身高测量结果的误差较大，并且在每次调整相机取景位置后，都需要重新标定出相机的安装高度和角度进行调整，操作繁琐，并且其标定精度会直接影响身高测量结果。针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种基于深度相机的身高测量方法及装置，以至少解决由于在对深度相机进行安装时需要对安装高度和安装角度进行人工标定，导致的安装操作繁琐、身高测量精度差的技术问题。根据本专利技术实施例的一个方面，提供了一种基于深度相机的身高测量方法，包括：通过深度相机对场景进行拍摄，获取场景的深度图像，其中，深度图像包括影像信息和景深信息；根据预先设置的人体特征参数在深度图像中进行识别，确定深度图像中的人体目标；根据人体目标在深度图像中的所在位置，确定人体目标的上端点在深度图像中的第一图像坐标和人体目标的下端点在深度图像中的第二图像坐标；根据第一图像坐标、第二图像坐标、景深信息和预先设置的相机标定参数，计算第一图像坐标对应的第一三维坐标和第二图像坐标对应的第二三维坐标，其中，第一三维坐标用于表征人体目标的上端点在场景中的三维坐标值，第二三维坐标用于表征人体目标的下端点在场景中的三维坐标值；根据第一三维坐标和第二三维坐标，确定人体目标的高度。进一步地，根据人体目标在深度图像中的所在位置，确定人体目标的上端点在深度图像中的第一图像坐标和人体目标的下端点在深度图像中的第二图像坐标，包括：对深度图像中的人体目标进行提取，确定人体目标的人体轮廓；根据人体轮廓，生成人体目标的最小外接矩形；获取最小外接矩形与人体轮廓顶部切点的坐标，设置为第一图像坐标；以第一图像坐标为起点，垂直于最小外接矩形的短边做垂线；获取垂线与最小外接矩形底边的交点的坐标，设置为第二图像坐标。进一步地，相机标定参数至少包括：相机焦距、图像中心坐标和图像畸变系数，其中，图像畸变系数用于校正因深度相机的镜头成像原因，导致的深度图像发生的形变。进一步地，根据第一图像坐标、第二图像坐标、景深信息和预先设置的相机标定参数，计算第一图像坐标对应的第一三维坐标和第二图像坐标对应的第二三维坐标，包括：根据图像畸变系数和第一图像坐标，计算得到第一校正坐标；根据图像畸变系数和第二图像坐标，计算得到第二校正坐标；根据深度图像中的景深信息，确定与第一图像坐标对应的第一深度值和与第二图像坐标对应的第二深度值，其中，第一深度值为第一三维坐标中的Z轴坐标值，第二深度值为第二三维坐标中的Z轴坐标值；将第一深度值、第一校正坐标和图像中心坐标代入计算模型，计算得到第一三维坐标；将第二深度值、第二校正坐标和图像中心坐标代入计算模型，计算得到第二三维坐标。进一步地，在通过深度相机对场景进行拍摄，获取场景的深度图像之后，方法还包括：通过对深度图像进行处理，确定深度图像中的前景区域和背景区域，其中，对深度图像进行处理的处理方法至少包括：混合高斯处理。进一步地，根据预先设置的人体特征参数在深度图像中进行识别，确定深度图像中的人体目标，包括：利用图像二值化算法对深度图像进行处理，得到预处理深度图像，其中，预处理深度图像中的前景区域为白色，预处理深度图像中的背景区域为黑色；根据人体特征参数，对预处理深度图像中用于表征前景区域的白色图形进行识别，确定人体目标，其中，人体特征参数至少包括如下的其中一种或多种：图形长宽比、图形面积、图形周长、图形占空比。进一步地，在利用图像二值化算法对深度图像进行处理，得到预处理深度图像之后，还包括：依次通过腐蚀算法和膨胀算法对预处理深度图像进行处理，得到提取后的预处理深度图像。根据本专利技术实施例的另一方面，还提供了一种基于深度相机的身高测量装置，包括：获取模块，用于通过深度相机对场景进行拍摄，获取场景的深度图像，其中，深度图像包括影像信息和景深信息；识别模块，用于根据预先设置的人体特征参数在深度图像中进行识别，确定深度图像中的人体目标；确定模块，用于根据人体目标在深度图像中的所在位置，确定人体目标的上端点在深度图像中的第一图像坐标和人体目标的下端点在深度图像中的第二图像坐标；第一处理模块，用于根据第一图像坐标、第二图像坐标、景深信息和预先设置的相机标定参数，计算第一图像坐标对应的第一三维坐标和第二图像坐标对应的第二三维坐标，其中，第一三维坐标用于表征人体目标的上端点在场景中的三维坐标值，第二三维坐标用于表征人体目标的下端点在场景中的三维坐标值；第二处理模块，用于根据第一三维坐标和第二三维坐标，确定人体目标的高度。进一步地，确定模块包括：子提取模块，用于对深度图像中的人体目标进行提取，确定人体目标的人体轮廓；子生成模块，用于根据人体轮廓，生成人体目标的最小外接矩形；第一子设置模块，用于获取最小外接矩形与人体轮廓顶部切点的坐标，设置为第一图像坐标；第一子处理模块，用于以第一图像坐标为起点，垂直于最小外接矩形的短边做垂线；第二子设置模块，用于获取垂线与最小外接矩形底边的交点的坐标，设置为第二图像坐标。进一步地，第一处理模块包括：第一子校正模块，用于根据图像畸变系数和第一图像坐标，计算得到第一校正坐标；第二子校正模块，用于根据图像畸变系数和第二图像坐标，计算得到第二校正坐标；子确定模块，用于根据深度图像中的景深信息，确定与第一图像坐标对应的第一深度值和与第二图像坐标对应的第二深度值，其中，第一深度值为第一三维坐标中的Z轴坐标值，第二深度值为第二三维坐标中的Z轴坐标值；第一子计算模块，用于将第一深度值、第一校正坐标和图像中心坐标代入计算模型，计算得到第一三维坐标；第二子计算模块，用于将第二深度值、第二校正坐标和图像中心坐标代入计算模型，计算得到第二三维坐标。进一步地，装置还包括：处理模块，用于通过对深度图像进行处理，确定深度图像中的前景区域和背景区域，其中，对深度图像进行处理的处理单元至少包括：混合高斯处理单元。进一步地，识别模块包括：第二子处理模块，用于利用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于深度相机的身高测量方法，其特征在于，包括：通过深度相机对场景进行拍摄，获取所述场景的深度图像，其中，所述深度图像包括影像信息和景深信息；根据预先设置的人体特征参数在所述深度图像中进行识别，确定所述深度图像中的人体目标；根据所述人体目标在所述深度图像中的所在位置，确定所述人体目标的上端点在所述深度图像中的第一图像坐标和所述人体目标的下端点在所述深度图像中的第二图像坐标；根据所述第一图像坐标、所述第二图像坐标、所述景深信息和预先设置的相机标定参数，计算所述第一图像坐标对应的第一三维坐标和所述第二图像坐标对应的第二三维坐标，其中，所述第一三维坐标用于表征所述人体目标的上端点在所述场景中的三维坐标值，所述第二三维坐标用于表征所述人体目标的下端点在所述场景中的三维坐标值；根据所述第一三维坐标和所述第二三维坐标，确定所述人体目标的高度。

【技术特征摘要】
1.一种基于深度相机的身高测量方法，其特征在于，包括：通过深度相机对场景进行拍摄，获取所述场景的深度图像，其中，所述深度图像包括影像信息和景深信息；根据预先设置的人体特征参数在所述深度图像中进行识别，确定所述深度图像中的人体目标；根据所述人体目标在所述深度图像中的所在位置，确定所述人体目标的上端点在所述深度图像中的第一图像坐标和所述人体目标的下端点在所述深度图像中的第二图像坐标；根据所述第一图像坐标、所述第二图像坐标、所述景深信息和预先设置的相机标定参数，计算所述第一图像坐标对应的第一三维坐标和所述第二图像坐标对应的第二三维坐标，其中，所述第一三维坐标用于表征所述人体目标的上端点在所述场景中的三维坐标值，所述第二三维坐标用于表征所述人体目标的下端点在所述场景中的三维坐标值；根据所述第一三维坐标和所述第二三维坐标，确定所述人体目标的高度。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述人体目标在所述深度图像中的所在位置，确定所述人体目标的上端点在所述深度图像中的第一图像坐标和所述人体目标的下端点在所述深度图像中的第二图像坐标，包括：对所述深度图像中的所述人体目标进行提取，确定所述人体目标的人体轮廓；根据所述人体轮廓，生成所述人体目标的最小外接矩形；获取所述最小外接矩形与所述人体轮廓顶部切点的坐标，设置为所述第一图像坐标；以所述第一图像坐标为起点，垂直于所述最小外接矩形的短边做垂线；获取所述垂线与所述最小外接矩形底边的交点的坐标，设置为所述第二图像坐标。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述相机标定参数至少包括：相机焦距、图像中心坐标和图像畸变系数，其中，所述图像畸变系数用于校正因所述深度相机的镜头成像原因，导致的所述深度图像发生的形变。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据所述第一图像坐标、所述第二图像坐标、所述景深信息和预先设置的相机标定参数，计算所述第一图像坐标对应的第一三维坐标和所述第二图像坐标对应的第二三维坐标，包括：根据所述图像畸变系数和所述第一图像坐标，计算得到第一校正坐标；根据所述图像畸变系数和所述第二图像坐标，计算得到第二校正坐标；根据所述深度图像中的所述景深信息，确定与所述第一图像坐标对应的第一深度值和与所述第二图像坐标对应的第二深度值，其中，所述第一深度值为所述第一三维坐标中的Z轴坐标值，所述第二深度值为所述第二三维坐标中的Z轴坐标值；将所述第一深度值、所述第一校正坐标和所述图像中心坐标代入计算模型，计算得到所述第一三维坐标；将所述第二深度值、所述第二校正坐标和所述图像中心坐标代入所述计算模型，计算得到所述第二三维坐标。5.根据权利要求1至4中任意一项所述的方法，其特征在于，在通过深度相机对场景进行拍摄，获取所述场景的深度图像之后，所述方法还包括：通过对所述深度图像进行处理，确定所述深度图像中的前景区域和背景区域，其中，对所述深度图像进行处理的处理方法至少包括：混合高斯处理。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根据预先设置的人体特征参数在所述深度图像中进行识别，确定所述深度图像中的人体目标，包括：利用图像二值化算法对所述深度图像进行处理，得到预处理深度图像，其中，所述预处理深度图像中的所述前景区域为白色，所述预处理深度图像中的所述背景区域为黑色；根据所述人体特征参数，对所述预处理深度图像中用于表征所述前景区域的白色图形进行识别，确定所述人体目标，其中，所述人体特征参数至少包括如下的其中一种或多种：图形长宽比、图形面积、图形周长、图形占空比。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在利用图...

【专利技术属性】
技术研发人员：李杰，毛慧，沈林杰，俞海，浦世亮，
申请(专利权)人：杭州海康威视数字技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33