用于测量人体部位的形状和大小的方法技术

本发明专利技术涉及一种测量方法。本发明专利技术是一种测量人体部位的形状和大小的方法。在所述方法中，从人体不同角度获得的一系列照片，每张照片都是由已知的扁平物体的图像确定的形状和大小决定了相机的位置和方向，图像是身体部位与背景的分离区域，以及任意主体(最初包括人体的一部分)的每一帧的区域，逐渐切开任意区域身体，不属于人体各部分的投影。本发明专利技术还涉及一种用于搜索形状和大小已知的平面物体的图像，其投影，相机的位置和方向的方法，以及一种将人体的一部分与图像中的背景分离的方法。利用本发明专利技术可以提高准确性。

Methods for measuring the shape and size of human body parts

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于测量人体部位的形状和大小的方法
本专利技术涉及一种测量方法。当测量人体部位的形状和尺寸时，所述方法可以用于轻工业，特别是制鞋和服装工业。它也可以用于骨科，它允许远程诊断脚的畸形(疾病)特别是扁平足。该方法可用于日常生活中，在零售行业中用于销售、销售和远程购买符合顾客身体真实特征的服装和鞋子。它也可以用于虚拟拟合的鞋子在网上商店或在移动应用程序的远程购买的鞋子或订购剪裁的个别鞋。
技术介绍
一种测量脚的方法是已知的[US20170053335A12017.02.23]，其中涉及捕获脚的三维图像并将其与存储的鞋数据的广泛数据库进行比较。这种方法可以让你更好地确定比传统系统的大小，和智能手机/iPhone/数码相机和相关的接口工具建议鞋的选择，从各种优惠的最佳选择。该方法的缺点是精度低，适用范围窄(该方法不具有较强的阴影，眩光，光线不好的工作)，劳动强度高和时间来选择鞋子。最接近的技术方案是一种非接触测量脚表面的方法[RU2034509，10.05.1995]。该方法包括将脚安装在支撑平台上，用平坦的光线照射脚的表面，通过两个电视摄像机分别获得这些光线的外部和内部侧面的图像，其光轴与参考平面。瞄准脚的视线由电视摄像机进行，部署到脚后跟。在这种情况下，相机的光学轴在参考平面上的投影形成一个角度。角的顶部朝向脚的脚跟，位于投影的角度平分线之间的光轴的摄像机在参考平面上。脚的脚跟部分与位于角度平分线的投影上的给定参考点的脚后跟的支撑重合。原型方法的缺点是准确性低，劳动强度大和选鞋时间长。>
技术实现思路
该组专利技术的技术结果是提高准确性。通过使用一种测量人体部位形状和大小的方法来获得技术成果，其中从人体不同角度获得的一系列照片，每张照片都是由已知的扁平物体的图像确定的形状和大小决定了相机的位置和方向，图像是身体部位与背景的分离区域，以及任意主体(最初包括人体的一部分)的每一帧的区域，逐渐切开任意区域身体，不属于人体各部分的投影。以上方法涉及使用搜索方法，形状和尺寸已知的平面物体的图像，其投影，相机的位置和方向，这些对象会反复随机移动相机的位置和方向并投影图像，还有知形状和大小的平面对象的预测图像与真实对象进行比较，使用模板，该模板由沿已知形状的平面对象的轮廓的几行点组成，并在内部和外部行的点之间计算亮度差异，以成对计算匹配条件。上述方法还提供了使用粒子动力学方法将人体图像与背景分离的方法的使用，其中，将人体区域与背景之间的边界表示为一组连续的用于形成回路的点，在常规力的作用下移动，保持轮廓的连通性，并倾向于在明显的亮度变化中移动该点，从而形成闭合电路，从而限制了人体的单连通的区域。因此，该方法旨在以其他方式使用。本专利技术的使用降低了测量人体部位的形状和尺寸的复杂度和时间，并且扩大了用于行动不便的人群：儿童，老人的可能性。使用该方法可以让您得到一个3D模型，例如，腿(脚和小腿)通过处理一系列的照片时，腿是由一个设备与摄像机盘旋获得的–提高精度，降低了测量的复杂性和时间，扩大了应用范围，由于能够与移动设备一起使用它。因为该方法不需要特殊的硬件、软件和发送大量数据所以非常适合虚拟拟合，方便用户使用。当前，使用专业3D扫描仪进行3D扫描对象的过程基于加法原理，即扫描仪看到的所有内容都包含在3D模型中。因此，扫描包含两个阶段：扫描对象，然后手动处理3D模型，在此过程中必须清除碎屑，对象站立或保持的表面残留物，并正确修补孔。由于此阶段目前尚未以任何方式实现自动化，因此人为因素的比例很大，这意味着人为错误的可能性很高。首先此方法基于相反的原理，即扫描仪捕获的所有内容都被排除在最终的体素模型之外，其次，它使所有阶段自动化，使所有阶段的错误，噪声最小化，并进行验证操作以确保最佳效果对象的准确性。作为使用常规3D扫描仪进行扫描的结果，获得了具有很多噪声的模型。图1显示了使用专业3D扫描仪Sense获得的腿部3D模型，其精确度约为1毫米。接下来，图2显示了使用我们的方法扫描获得的最终体素模型。在图3中考虑的这两个3D模型的比较证实了我们的方法的高精度。这种方法的另一个优点是，结果是固态模型与作为用专业3D扫描仪扫描的结果而获得的多边形模型形成对比。具体实施方式通过实施例解释本专利技术的实施。第一个范例。1.准备扫描开始扫描之前必须提供足够的条件以获得最佳的腿部三维模型。：●照明均匀，没有明亮的定向光，阴影和眩光；●地板必须是对比鲜明的白色，坚实且始终坚实(在高堆地毯上扫描时，A4纸的角抬高，这使您无法准确确定A4纸的坐标)；●脚应穿着深色的袜子(最好是黑色的)以与背景的其余部分分开，作为一个连贯的深色区域；2.扫描阶段(获取一系列照片)要获得脚部的三维模型，请将脚部放置在一张白色A4纸的中间，将脚跟与纸张的边缘对齐，靠在脚上然后用带有摄像头的设备将脚圈起来(从智能手机，网络摄像头连接到个人计算机或笔记本电脑)从身体的一侧到另一侧成大约200°的弧度。最好在膝盖水平上勾勒出一条腿的轮廓，以实现3D模型的最大准确性，但是该方法在设备从地面到地面10厘米以上的移动高度时仍可操作。当您开始扫描时，用户单击“开始”按钮，智能手机摄像头打开进行录制，每秒从视频流中保存一帧，然后单击“完成”，扫描过程完成。智能手机扫描过程如图4和5所示。假定每张照片中A4纸应完全可见。要确定小腿的形状和大小，小腿必须在照片中可见。还必须满足以下条件：照片中所示的场景每毫米至少有两个像素。例如，对于5百万像素的相机，如果照片中A4纸的长度至少是照片长度的1/3，则可以实现此目的。3.创建一系列照片扫描的结果是以移动设备上设置的分辨率获得了一系列照片(至少2张，最大张数不受限制，最佳张数是12张)。图6显示了此类照片的示例。为了获得最高质量的三维模型和更高的处理速度建议从整个照片集中保留12张照片，将它们选为最清晰的照片并在照片中均匀分布。4.减少和裁剪照片为了确保处理照片的相同(可预测)条件并减少将照片从智能手机传输到服务器时的传出流量，所有照片均减少2的整数倍，因此分辨率至少为480*640。大于此分辨率的照片将被裁切，以使A4纸在照片中居中。输出是一系列分辨率为480x640的照片。5.每张照片由A4纸的轮廓确定随着平均级别的变化，逐渐增加图像的对比度对于10-20次迭代，亮区域变为白色，深黑色，并且边框将保留在其位置。阴影消失了，模糊的边框变成了清晰的边框。蒙特卡罗方法用于搜索A4图纸。图7显示了一组带有检测到的A4纸轮廓的照片。要检查A4纸张的预测图像是否与真实图像相符，请使用图8中考虑的模板，其形式为平行于纸张每个边缘的点行形式。从2或更高的行数，6行的最佳数，从4或更高的行中的点数，最佳20...40。用于检查匹配项的优化标准由相应行的配对点的强度差异，以一定的权重得出。为了加快蒙特卡洛方法的收敛速度，使用了本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种测量人体部位的形状和大小的方法。在所述方法中，从人体不同角度获得的一系列照片，每张照片都是由已知的扁平物体的图像确定的形状和大小决定了相机的位置和方向，图像是身体部位与背景的分离区域，以及任意主体(最初包括人体的一部分)的每一帧的区域，逐渐切开任意区域身体，不属于人体各部分的投影。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180403 RU 20181119321.一种测量人体部位的形状和大小的方法。在所述方法中，从人体不同角度获得的一系列照片，每张照片都是由已知的扁平物体的图像确定的形状和大小决定了相机的位置和方向，图像是身体部位与背景的分离区域，以及任意主体(最初包括人体的一部分)的每一帧的区域，逐渐切开任意区域身体，不属于人体各部分的投影。


2.一种用于搜索形状和大小已知的平面物体的图像，其投影，相机的位置和方向的方法。在所述方法中，这些对象会反复...

【专利技术属性】
技术研发人员：AA列夫科维，GV丘于克，IS沙德林，EA列夫科维，ND格里什科，VV波斯梅特维，DM卡宁，
申请(专利权)人：FITTIN有限责任公司，
类型：发明
国别省市：俄罗斯;RU