[發明專利]一種腳型動態形狀獲取方法

無效

• 申請號: 200910153168.5
• 申請日: 2009-09-24
• 公開（公告）號: CN101658347A
• 公開（公告）日: 2010-03-03
• 發明（設計）人: 耿衛東;高飛;潘云鶴
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: A43D1/02
• 分類號: A43D1/02;G06T17/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司
• 代理人: 張法高

1.一種腳型動態形狀獲取方法，其特征在于包括如下步驟：

1)在被測腳型上穿上帶有標記點的襪子；

2)在拍攝區域周圍放置10個用于記錄腳型變形過程的相機；

3)10個相機中的若干臺相機同步記錄腳型的運動變形過程，得到相應數量 的跟蹤視頻；

4)提取跟蹤視頻中每一幀的二維圖像標記點；

5)根據立體視覺的原理重建第一幀三維腳模型作為參考模型，在重建過程中 得到第一幀二維圖像標記點的雙目相機匹配關系，并將第一幀作為當前幀，迭 代步驟6)到步驟12)的操作，直到視頻中的每一幀都重建出一個三維腳模型 為止；

6)根據雙目相機匹配關系，建立當前幀的二維圖像標記點和當前幀所對應的 三維腳模型點之間的對應關系；

7)根據立體視覺原理，將當前幀對應的三維腳模型點投影到二維相機圖像 中，得到腳模型投影點；

8)建立腳模型投影點與下一幀二維圖像標記點之間的對應關系；

9)在兩個雙目相機圖像中，將由同一個腳模型點投影得到的兩個二維投影點 分別對應的下一幀中的兩個二維圖像標記點確定為具有雙目相機匹配關系的一 對二維圖像標記點；

10)根據立體視覺中雙目幾何關系，由下一幀的雙目相機匹配關系重建出下 一幀中那些可見標記點的三維坐標；

11)根據步驟8)所得到的當前幀三維腳模型投影點與下一幀二維圖像標記 點之間的對應關系，以及步驟10)所得到的下一幀的那些可見標記點的三維坐 標，求出在當前幀模型中那些在下一幀時刻可見的標記點在下一幀時刻的三維 位置；

12)在下一幀可見標記點的三維坐標的約束下，選擇對偶拉普拉斯網格編輯 的方法，將當前幀已經重建出的三維腳模型進行變形，從而得到下一幀的三維 腳模型。

2.如權利要求1所述的一種腳型動態形狀獲取方法，其特征在于，所述的步 驟6)中，根據雙目相機匹配關系，建立當前幀的二維圖像標記點和當前幀所對 應的三維腳模型點之間的對應關系包括：根據立體視覺原理，由二維圖像標記 點的雙目相機匹配關系重建出與每一對具有雙目相機匹配關系的二維圖像標記 點對應的三維點，在當前幀所對應的三維腳模型中尋找離所重建出的三維點距 離最近的三維腳模型點，將找到的三維腳模型點與所對應的具有雙目相機匹配 關系的一對二維圖像標記點中的每一個二維圖像標記點對應起來。

3.如權利要求1所述的一種腳型動態形狀獲取方法，其特征在于，所述的 步驟8)中，建立腳模型投影點與下一幀二維圖像標記點之間的對應關系包括：

(1)為每一個腳模型投影點尋找4個最近的腳模型投影點作為它的4鄰域；

(2)在下一幀二維圖像標記點中，初始化若干個腳模型投影點對應的二維圖 像標記點；

(3)根據初始化的對應標記點對，計算其他腳模型投影點在下一幀二維圖像 標記點中的對應點。

4.如權利要求3所述的一種腳型動態形狀獲取方法，其特征在于，所述的 步驟(3)中，根據初始化的對應標記點對，計算其他腳模型投影點在下一幀二維 圖像標記點中的對應點包括：

(a)在所有沒有在下一幀二維圖像標記點中找到對應的二維圖像標記點的選 擇一個當前要處理的腳模型投影點，使得被選擇的腳模型投影點在當前所有未 做匹配處理的腳模型投影點中擁有最多的已經匹配好的鄰域腳模型投影點；

(b)計算步驟1)中所選腳模型投影點的鄰域點的幀間變化向量，即分別用每 個鄰域腳模型投影點在下一幀中所對應的二維圖像標記點的圖像坐標減去鄰域 腳模型投影點的圖像坐標，那些沒有經過匹配處理的鄰域腳模型投影點不作處 理；

(c)根據已經求出的鄰域腳模型投影點的幀間變化向量，來估計當前選擇要 處理的腳模型投影點的幀間變化向量；

(d)在當前要處理的腳模型投影點的圖像坐標上加上步驟(c)中計算出的幀間 變化向量，從而求出當前要處理的腳模型投影點在下一幀圖像中的估計位置；

(e)在下一幀二維圖像標記點中尋找距離步驟(d)中計算出的估計位置最近的 二維圖像標記點，作為當前要處理的腳模型投影點在下一幀圖像中所對應的二 維圖像標記點。

5.如權利要求4中所述的一種腳型動態形狀獲取方法，其特征在于，所述 的步驟(c)，根據已經求出的鄰域腳模型投影點的幀間變化向量，來估計當前選 擇要處理的腳模型投影點的幀間變化向量包括：當前選擇要處理的腳模型投影 點的幀間變化向量由當前選擇要處理的腳型投影點的鄰域中已經完成匹配處理 的腳模型投影點的幀間變化量的加權平均和來計算，其中對應于沒有一個鄰域 腳模型投影點的權值為當前選擇要處理的腳型投影點到鄰域腳模型投影點的距 離的倒數。