一种基于机器学习的从照片中获取足部信息的方法技术

本发明专利技术提供了一种基于机器学习的从照片中获取足部信息的方法，它包括以下步骤：对足部的图片进行人工标记，获取训练数据；使用训练数据和标准人脚模型模版进行训练，得到足部标准化3D模型；利用标准化3D模型建立待测人脚对应的3D模型；根据外部参照和足部的正面和侧面照片，得到足部具体尺寸。本发明专利技术使用单目摄像头，从拍摄的视频中或者图片中获取人的脚的特征和精准数据，极大提升了量体的便利性。本发明专利技术使用最普通的摄像头，对环境没有特殊要求，通过统计学的机器学习方法精准的获取足部数据，可以获得的数据包括：脚的三维尺寸，脚的结构上病理学特征，比如：弓形足、扁平足、拇指外翻。

A Method of Obtaining Foot Information from Photos Based on Machine Learning

The invention provides a method for obtaining foot information from photos based on machine learning, which includes the following steps: labeling foot pictures manually to obtain training data; training with training data and standard foot model template to obtain standardized foot 3D model; establishing 3D model corresponding to human foot to be measured by standardized 3D model; and according to external reference and foot. The front and side photos of the foot were taken to get the foot size. The invention uses a monocular camera to obtain the characteristics and accurate data of human feet from the captured video or pictures, which greatly improves the convenience of volume measurement. The present invention uses the most common camera, and has no special requirements for the environment. The foot data can be accurately acquired by statistical machine learning method. The data can include the three-dimensional size of the foot and the structural pathological characteristics of the foot, such as arch foot, flat foot and thumb valgus.

【技术实现步骤摘要】
一种基于机器学习的从照片中获取足部信息的方法
本专利技术属于计算机信息
，具体涉及一种基于机器学习的从照片中获取足部信息的方法。
技术介绍
随着生活水平的发展，人们对各种款式鞋子的需求越来越多，并且人们都希望根据自己的脚型和尺寸选择更加合适自己的鞋子。传统的手工测量足部信息的方法费时费力，人工手动测量误差较大。现有的自动量脚的方法依赖于激光扫描建模，此方法需要专用的量体设备，成本较大，然后在模型上硬性量取足部尺寸，同时根据手工定制的硬性参数来判断足部的特征。
技术实现思路
本专利技术提供了一种基于机器学习的从照片中获取足部信息的方法。本专利技术通过摄像头拍摄的视频/照片资料，通过使用大量数据训练的深度学习和机器视觉算法，找到人脚的模型，并且在模型的基础上，做特征抽取，结合参照物的大小，使用机器学习的方法得到推断脚部特征的模型，使用这个模型，可以以脚的照片作为输入，得到脚的三维尺寸，以及是否为扁平足、弓形足、拇指外翻。为实现上述专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：一种基于机器学习的从照片中获取足部信息的方法，它包括以下步骤：（1）训练数据获取：对足部的训练图像进行人工标记，获取训练数据；（2）标准化3D模型：使用训练数据和标准模型模版进行训练，同时标注特征，得到足部标准化3D模型；（3）建立待测人脚对应的3D模型：输入待测人脚的图像，利用标准化3D模型建立待测人脚对应的3D模型；（4）足部具体尺寸：根据外部参照和足部的正面和侧面照片，得到足部具体尺寸。进一步的，所述步骤（1）图像使用单目摄像头拍摄。进一步的，所述步骤（1）中人工标记时将足部划分为6个语意区域。进一步的，所述步骤（2）中标注特征为扁平足、弓形足、拇指外翻和正常足。进一步的，所述步骤（2）中标准模型模板为：，每一个都对应一个3维空间人体模型的顶点，X代表了标准模型模版的集合；该标准模型模板是一个由三角形组成的标准的3Dmesh，其中三角形数量是1400个。进一步的，所述步骤（2）中人的左脚和右脚使用同一个标准模型模版。进一步的，所述步骤（3）中输入待测的人脚的图像包括脚的正面和侧面。进一步的，所述步骤（3）中待测人脚图像是标准化3D模型的拓扑变化和向量映射，双向映射，从3D坐标到2D空间，从而,，代表映射关系，：待测人脚图像上2D空间坐标，：标准化3D模型坐标，代表3Dmesh中的一个顶点。进一步的，所述步骤（4）中外部参照为设备内框的长和宽。本专利技术的优点和有益效果是：本专利技术提供了一种基于机器学习的从照片中获取足部信息的方法。本专利技术只需要最普通的单目RGB摄像头，不依赖复杂的深度摄像设备，对环境没有特殊要求，通过统计学的机器学习方法精准的获取足部数据，可以获得的数据包括：脚的三维尺寸，脚的结构上病理学特征，比如弓形足、扁平足、拇指外翻。有别于现在的技术，在身体模型获取阶段，本专利技术使用两个位置的单目摄像头，不依赖复杂的双目或者多目设备，借助我们自主标注、训练的深度数据模型，获得的身体数据不受环境的影响，精准还原人体的体态和姿势。本专利技术使用单目摄像头，从拍摄的视频中或者图片中获取人的脚的特征和精准数据，极大提升了量体的便利性结合参照物；通过机器视觉分析，迅速得到脚的模型，是一种最迅速、快捷、低成本的足部3D数据和生理特的方式。附图说明图1为人工标注足部的边缘和区域部位标记示意图；图2为同样mesh下不同的足弓的变化示意图；图3为建立待测人脚对应的3D模型示意图；图4为划分脚的各个部位示意图；图5为脚长和脚宽尺寸示意图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术的技术方案做进一步详细的说明。实施例11、训练数据获取选定训练人群，对其足部进行各种场景下拍照，将训练图片中的足部划分为6个语意区域，进行人工标记，积累大量的图片数据，在训练图片上，需要有人工标注足部的边缘（不是鞋袜的边缘）和区域部位标记，见图1。2、使用标准模型模版对足部进行建模，得到标准化3D模型使用步骤1中的训练数据，结合标准模型模板，定义几千只脚2D图片和3D的标准脚形的对应关系，并且标注特征（扁平足、弓形足、拇指外翻、正常足）。得到的标准化3D模型可以准确识别并分割足部，实现关键特征分类，并且输出足部数据。标准模型模版，每一个都对应一个3维空间人脚模型的顶点，X代表了标准模型模版的集合；该标准模型模板是一个由三角形组成的标准的3Dmesh，其中三角形数量是1400个。左右脚是镜像，可以用同一个模型表示。标准模型模版是由很多三角形构成的，三角形的拉伸，旋转、位移对应人体的变化，抽取一组拓扑向量映射，代表这些变化。其他各种可能的脚型都是这个的变体，比如，图2定义了同样mesh下不同的足弓的变化。3、建立待测人脚对应的3D模型如图3所示，输入待测人脚的正面和侧面图片，从图片中捕获的特征，可以实现一组映射，完成2D和3D的点对点映射，待测目标脚型是标准化3D模型的拓扑变化和向量映射。双向映射，从3D坐标到2D空间，从而,，代表映射关系，：待测人脚图片上2D空间坐标，：标准化3D模型坐标，代表3Dmesh中的一个顶点。从这组映射中，可以得到3D模型和贴图的UV坐标，并且可以自主识别人脚，细致划分脚的各个部位，脚掌、足弓、脚趾等各个部位，见图4。同时，进行特征训练，得到该待测人脚的足部特征，比如为扁平足、弓形足、拇指外翻或正常。4、根据外部参照，在拍摄的照片中，设备内框的长宽已知，用于参照。根据待测人脚的正面和侧面照片，可以准确得到脚长和脚宽等具体尺寸，见图5。以上实施例仅用以说明本专利技术的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本专利技术进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本专利技术所要求保护的技术方案的精神和范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于机器学习的从照片中获取足部信息的方法，其特征在于：它包括以下步骤：（1）训练数据获取：对足部的训练图像进行人工标记，获取训练数据；（2）标准化3D模型：使用训练数据和标准模型模版进行训练，同时标注特征，得到足部标准化3D模型；（3）建立待测人脚对应的3D模型：输入待测人脚的图像，利用标准化3D模型建立待测人脚对应的3D模型；（4）足部具体尺寸：根据外部参照和足部的正面和侧面照片，得到足部具体尺寸。

【技术特征摘要】
1.一种基于机器学习的从照片中获取足部信息的方法，其特征在于：它包括以下步骤：（1）训练数据获取：对足部的训练图像进行人工标记，获取训练数据；（2）标准化3D模型：使用训练数据和标准模型模版进行训练，同时标注特征，得到足部标准化3D模型；（3）建立待测人脚对应的3D模型：输入待测人脚的图像，利用标准化3D模型建立待测人脚对应的3D模型；（4）足部具体尺寸：根据外部参照和足部的正面和侧面照片，得到足部具体尺寸。2.根据权利要求1所述的基于机器学习的从照片中获取足部信息的方法，其特征在于：所述步骤（1）图像拍摄使用的是单目摄像头。3.根据权利要求1所述的基于机器学习的从照片中获取足部信息的方法，其特征在于：所述步骤（1）中人工标记时将足部划分为6个语意区域。4.根据权利要求1所述的基于机器学习的从照片中获取足部信息的方法，其特征在于：所述步骤（2）中标注特征为扁平足、弓形足、拇指外翻和正常足。5.根据权利要求1所述的基于机器学习的从照片中获取足部信息的方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：王广，王雯，于珊，张格堃，
申请(专利权)人：梦多科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37