一种基于图形分析的肘部定位方法技术

一种基于图形分析的肘部定位方法。其包括下列步骤：1)提取上肢运动检测结果的S1阶段：对视频流进行上肢运动检测得到相关数据结果；2)进行骨架提取的S2阶段：针对上述结果进行骨架提取；3)对骨架进行剪枝的S3阶段：对骨架进行剪枝以得到单一主干；4)对主干进行旋转拟合的S4阶段：使用带旋转的抛物线拟合的方法对主干进行拟合；5)确定肘关节位置的S5阶段：依据肘关节的相应特征，在拟合曲线上利用曲率确定肘关节的位置。本发明专利技术提供的肘部定位方法的关键就是利用旋转提高抛物线的拟合效果，同时抛物线具有曲率最大的点唯一的优点，这样就可以在一定程度上克服系统误差的产生以及降低对局部突变的敏感性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及计算机图像处理
，特别是涉及。
技术介绍
在涉及到人体上肢运动分析的应用中，准确定位肘关节位置是确定上肢姿态的关键因素。目前常用的基于图像分析的肘部定位方法要对连续图片进行一系列处理，通常包括上肢运动检测、骨架提取、剪枝、平滑拟合、曲率计算，最后由曲率最大点结合人体上肢的几何结构来确定肘关节位置。但是上述方法对于骨架的局部突变非常敏感，实际应用中，由于上肢服饰的运动以及局部光影变化，再加上手部本身形态的复杂性，导致在肘部定位时极易出现系统性误差。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术的目的在于提供一种能够克服系统误差的产生以及降低对局部突变的敏感性的基于图形分析的肘部定位方法。为了达到上述目的，本专利技术提供的基于图形分析的肘部定位方法包括按顺序进行的下列步骤1)提取上肢运动检测结果的Sl阶段对视频流或连续图片进行上肢运动检测得到相关数据结果，从而完成初始数据准备，然后进入下一步S2阶段；2)进行骨架提取的S2阶段针对上述结果进行骨架提取，从而得到骨架形式的图形数据，完成骨架提取后进入下一步S3阶段；3)对骨架进行剪枝的S3阶段对骨架进行剪枝以得到单一主干，然后进入下一步 S4阶段；4)对主干进行旋转拟合的S4阶段使用带旋转的抛物线拟合的方法对所述的主干进行拟合从而得到拟合曲线，然后进入下一步S5阶段；5)确定肘关节位置的S5阶段依据肘关节的相应特征，在拟合曲线上利用曲率确定肘关节的位置，至此整个过程结束。在S2阶段中，所述的进行骨架提取的具体做法是在matlab中利用bwmorph函数来完成。在S5阶段中，所述的确定肘关节位置的具体方法是通常在上肢运动过程中，肘关节是上肢弯曲的拐点，在拟合骨架曲线上就表现为曲率最大的点，所以这里通过求拟合曲线上曲率的最大值来确定肘关节的位置。对于曲率其计算公式为权利要求1.，其特征在于所述的基于图形分析的肘部定位方法包括按顺序进行的下列步骤1)提取上肢运动检测结果的Si阶段对视频流或连续图片进行上肢运动检测得到相关数据结果，从而完成初始数据准备，然后进入下一步S2阶段；2)进行骨架提取的S2阶段针对上述结果进行骨架提取，从而得到骨架形式的图形数据，完成骨架提取后进入下一步S3阶段；3)对骨架进行剪枝的S3阶段对骨架进行剪枝以得到单一主干，然后进入下一步S4 阶段；4)对主干进行旋转拟合的S4阶段使用带旋转的抛物线拟合的方法对所述的主干进行拟合，从而得到拟合曲线，然后进入下一步S5阶段；5)确定肘关节位置的S5阶段依据肘关节的相应特征，在拟合曲线上利用曲率确定肘关节的位置，至此整个过程结束。2.根据权利要求1所述的基于图形分析的肘部定位方法，其特征在于在S2阶段中， 所述的进行骨架提取的具体做法是在matlab中利用bwmorph函数来完成。3.根据权利要求1所述的基于图形分析的肘部定位方法，其特征在于在S5阶段中， 所述的确定肘关节位置的具体方法是通过求拟合曲线上曲率的最大值来确定肘关节的位置，对于曲率其计算公式为 曲率K的最大值在拟合曲线上对应的位置即为肘关节的位置。4.根据权利要求1所述的基于图形分析的肘部定位方法，其特征在于所述的S4阶段对主干进行旋转拟合的方法包括按顺序进行的下列步骤1)旋转坐标系的S41阶段对坐标系旋转就是保持曲线不动，将参考坐标系旋转一定的角度，形成旋转后的新坐标系，然后进入下一步S42阶段；2)对主干进行抛物线拟合的S42阶段使用抛物线对骨架主干进行拟合，拟合完成后， 进入下一步S43阶段；3)计算拟合品质因数的S43阶段利用得到的拟合曲线，计算本次拟合的拟合品质因数，然后进入下一步S44阶段；4)判断是否已旋转90度的S44阶段本阶段判断所旋转的角度是否达到90度，如果判断结果为“是”，则进入下一步S45阶段，否则回到S41入口处，重新进入S41阶段；5)寻找最佳拟合结果的S45阶段通过比较拟合品质因数中的拟合标准差，找出拟合标准差最小时的拟合，该次拟合即为最佳拟合结果，本过程到此结束。全文摘要。其包括下列步骤1)提取上肢运动检测结果的S1阶段对视频流进行上肢运动检测得到相关数据结果；2)进行骨架提取的S2阶段针对上述结果进行骨架提取；3)对骨架进行剪枝的S3阶段对骨架进行剪枝以得到单一主干；4)对主干进行旋转拟合的S4阶段使用带旋转的抛物线拟合的方法对主干进行拟合；5)确定肘关节位置的S5阶段依据肘关节的相应特征，在拟合曲线上利用曲率确定肘关节的位置。本专利技术提供的肘部定位方法的关键就是利用旋转提高抛物线的拟合效果，同时抛物线具有曲率最大的点唯一的优点，这样就可以在一定程度上克服系统误差的产生以及降低对局部突变的敏感性。文档编号G06T7/20GK102289818SQ20111021144公开日2011年12月21日 申请日期2011年7月27日 优先权日2011年7月27日专利技术者庞枫骞, 张良 申请人:中国民航大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种基于图形分析的肘部定位方法，其特征在于：所述的基于图形分析的肘部定位方法包括按顺序进行的下列步骤：１）提取上肢运动检测结果的Ｓ１阶段：对视频流或连续图片进行上肢运动检测得到相关数据结果，从而完成初始数据准备，然后进入下一步Ｓ２阶段；２）进行骨架提取的Ｓ２阶段：针对上述结果进行骨架提取，从而得到骨架形式的图形数据，完成骨架提取后进入下一步Ｓ３阶段；３）对骨架进行剪枝的Ｓ３阶段：对骨架进行剪枝以得到单一主干，然后进入下一步Ｓ４阶段；４）对主干进行旋转拟合的Ｓ４阶段：使用带旋转的抛物线拟合的方法对所述的主干进行拟合，从而得到拟合曲线，然后进入下一步Ｓ５阶段；５）确定肘关节位置的Ｓ５阶段：依据肘关节的相应特征，在拟合曲线上利用曲率确定肘关节的位置，至此整个过程结束。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：庞枫骞，张良，
申请(专利权)人：中国民航大学，
类型：发明
国别省市：12