[發明專利]一種3D骨架建模與手檢測方法

無效

• 申請號: 201310573400.7
• 申請日: 2013-11-18
• 公開（公告）號: CN103559505A
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發明（設計）人: 莊浩洋
• 申請（專利權）人: 莊浩洋
• 主分類號: G06K9/62
• 分類號: G06K9/62
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及圖像處理技術領域，具體而言，涉及一種3D骨架建模與手檢測方法。

背景技術

人機交互越來越成為人們日常生活中的一個重要組成部分，特別是近幾年，隨著計算機技術的迅猛發展，符合人們交流習慣的新型人機交互技術變得異?；钴S并取得了很多創新性成果。

隨著深度攝像機的興起，基于深度攝像機的隔空操作計算機日益走入人們的生活，魯棒的人體骨架識別在游戲、人機交互、安全、遠程監控，甚至醫療方面有很廣泛的應用。隨著深度攝像機的引入，人體骨架識別領域不斷有新的方法被提出。但是仍然沒有一套能夠完整顯示人的輪廓，并且實時的生成人體的3D骨架模型，得到各個關節點的3D坐標的方法。

發明內容

本發明的目的在于提供一種3D骨架建模與手檢測方法，解決現有技術無法完整顯示人的輪廓，并且實時的生成人體的3D骨架模型，得到各個關節點的3D坐標的問題。

為解決上述的技術問題，本發明采用以下技術方案：

一種3D骨架建模與手檢測方法，包括步驟：

步驟一，用深度攝像機拍攝人物視頻；

步驟二，在視頻中進行人臉檢測；

步驟三，提取人體輪廓；

步驟四，對人體輪廓進行驗證，判斷是否是人體輪廓，是，則進行下一步，否，則返回到人臉檢測步驟；

步驟五，進行圖像濾波與平滑處理，并使用細化算法提取骨架線；

步驟六，計算人體部位距離，建立概率分布圖；

步驟七，識別人體各部位，得到各關節點的坐標；

步驟八，連接各個關節點，形成完整的3D人體骨架；

步驟九，輸出3D人體骨架與手的坐標；

步驟十，跟蹤人體輪廓，并為下一幀提供信息。

其中，所述步驟提取人體輪廓包括如下具體步驟：

從人臉中心點開始，向四周擴展找出所有與此深度相近的像素點，并保持區域連通性。即對一個像素點，判斷其是否在區域邊界上，如果不在邊界上，則把當前點置位，并遞歸處理其上方、下方、左方、右方的像素點，直到整個圖像擴展完畢。最后得到人體輪廓二值圖像。

其中，所述步驟對人體輪廓進行驗證包括如下具體步驟：

在得到人體輪廓二值圖像后，用“凸模板”進行驗證。如附圖3所示，區域1即是“凸模板”，我們把“凸模板”放在人臉區域，并用以下公式計算：

C=S1S2]]>

式中，S₁是區域1的面積，S₂是區域2的面積；

然后，判斷C是否大于預定閾值，是，則認為此處是人臉；否，則認為此處不是人臉。

其中，所述步驟進行圖像濾波與平滑處理并使用細化算法提取骨架線包括步驟：

用圖像濾波算法使圖像平滑；

再用圖像降采樣的方法使圖像更加平滑；

用細化算法提取人體骨架線，得到人體骨架線圖像。

其中，所述步驟計算人體部位距離并建立概率分布圖包括步驟：

在人體輪廓二值圖像中，對每個白色像素點，統計坐標x，y的平均值，得到人體重心點；

在細化的骨架線上，找一點與重心點距離最近，把此點作為“人體中心點”；

在人體輪廓二值圖像中，對每個白色像素點，用深度值替代像素值，得到輪廓深度圖；

計算骨架線上每個像素點到人體中心點的“線上最短距離”，將距離值存儲于一個矩陣中，這個矩陣叫作M圖。

在人體輪廓二值圖像中，對每個白色像素點，用以下公式計算人體部位距離(HBPD，Human?Body?Part?Distance)：