[發明專利]基于深度信息和彩色圖像的頭部姿勢估計方法

有效

• 申請號: 201210224426.6
• 申請日: 2012-06-28
• 公開（公告）號: CN102737235A
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發明（設計）人: 譚鐵牛;孫哲南;唐云祁
• 申請（專利權）人: 中國科學院自動化研究所
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/62
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 宋焰琴

1.一種基于深度信息和彩色圖像的頭部姿勢估計方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

步驟S1，建立頭部姿勢訓練圖像庫，該訓練圖像庫中的每一訓練樣本均包括一一對應的深度信息灰度圖和彩色圖像；

步驟S2，基于深度信息灰度圖對其中的頭部位置進行粗定位，得到粗定位的頭部圖像；

步驟S3，基于與所述深度信息灰度圖對應的彩色圖像對所述步驟S2得到的粗定位的頭部圖像進行噪聲去除；

步驟S4，對去噪后的頭部圖像中的頭部分辨率和深度信息灰度圖像素值進行歸一化處理；

步驟S5，對于歸一化后的頭部深度信息灰度圖，提取其切片子區域三維質心向量集A；

步驟S6，對于歸一化后的頭部深度信息灰度圖，提取其切片子區域幾何向量集B；

步驟S7，基于所述步驟S5提取出的切片子區域三維質心向量集A、所述步驟S6提取出的切片子區域幾何向量集B，使用訓練圖像庫中的訓練圖像數據訓練隨機森林回歸器，得到隨機森林回歸器模型；

步驟S8，采集需要進行頭部姿勢估計的一一對應的深度信息灰度圖和彩色圖像，并利用所述步驟S2-S5提取出待估計圖像的切片子區域三維質心向量集A；

步驟S9，基于所述待估計圖像的切片子區域三維質心向量集A，使用所述步驟S7中訓練得到的隨機森林回歸器模型粗步估計待估計圖像中的頭部姿勢；

步驟S10，根據粗步估計出的頭部姿勢檢測鼻尖的位置，并根據檢測得到的鼻尖的位置，利用所述步驟S6提取出待估計圖像的切片子區域幾何向量集B；

步驟S11，基于所述步驟S10得到的待估計圖像的切片子區域幾何向量集B，使用所述步驟S7中訓練得到的隨機森林回歸器模型精確估計待估計圖像中的頭部姿勢。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟S2中對頭部位置進行粗定位的步驟進一步包括以下幾個步驟：

步驟S21，使用閾值法把目標人從深度信息灰度圖背景中分割出來；

步驟S22，分別計算分割出的目標人區域沿水平方向和垂直方向的投影直方圖Histo_h和Histo_v；

步驟S23，基于投影直方圖Histo_h和Histo_v計算分割出的目標人區域中最高點G的坐標；

步驟S24，將以G點為頂邊中心、以w為寬、以h為高的長方形區域R作為粗定位的頭部圖像。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述步驟S21進一步為：將深度信息灰度圖中像素值大于T的所有像素點視為背景，像素值小于等于T的所有像素點視為目標，將深度信息灰度圖中背景像素點的像素值置為最大深度值即可將目標分割出來。

4.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述步驟S23中，最高點G的坐標(Gx，Gy)按照下式計算：

Gx=argmaxx(Histo_h(x))]]>

G_y＝argmin_y(Histo_v(y))，s.t.Histo_v(y)＞0。