[發明專利]一種基于人腳圖像的腳型分類方法

有效

• 申請號: 201510329437.4
• 申請日: 2015-06-15
• 公開（公告）號: CN104966099B
• 公開（公告）日: 2018-03-20
• 發明（設計）人: 謝鳳英;史蒙云;李陽;潘琛;孫婉盈
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G06K9/62
• 分類號: G06K9/62
• 代理公司: 北京慧泉知識產權代理有限公司11232
• 代理人: 王順榮,唐愛華

(一)技術領域

本發明涉及一種基于人腳圖像的腳型分類方法，屬于圖像處理的技術領域。

(二)背景技術

人每天都要行走，而鞋子的舒適度直接影響了腳的舒適度以及行走過程中的舒適度，同時也影響了一個人的生活質量。隨著生產力的發展，可供選擇的鞋子越來越多，但并不是每一款鞋子都是適合自己的。要想選擇一雙合腳舒適的鞋子，不但要考慮腳的大小，還要考慮鞋的款式。一般，根據五個腳趾的長短，人的腳型可以分為埃及腳、羅馬腳、希臘腳。當腳的大拇指長于其他腳趾時，該腳型就是埃及腳，這類腳型比較適合穿斜頭鞋。而當第二腳趾長于其他腳趾的時，則該腳型屬于希臘腳型指，此種腳型適合穿尖頭鞋。羅馬腳的五個腳趾長度都差不多，看起來比較齊，適合穿圓頭或方頭的鞋。

隨著經濟水平的不斷提高，人們的購買能力與日俱增，尤其是在互聯網高度發展的今天，網購已經成為生活中必不可少的一項需求。而單純依靠一個鞋碼，用戶很難買到適合自己的鞋子。如果能輔以腳型數據作為鞋碼及鞋款選擇的參考數據，將必然能夠幫助用戶買到更為合適的鞋子，減少鞋子退換的可能性，這既可以滿足用戶的需求，又可以提高商戶的服務質量，減少服務糾紛。

本發明需要采集用戶的正面腳圖像，需要將腳放在一個簡單的背景上，采集圖像數據，提取腳掌的邊緣輪廓，并根據腳掌輪廓關鍵位置信息完成腳型的劃分。

(三)發明內容

目的：

本發明的目的是通過人腳圖像對人的腳型進行分類，根據用戶的腳型，為用戶網絡購鞋推薦合適的鞋款。該方法通過對人腳圖像的處理獲取用戶的腳型，網絡商戶則可以根據用戶提供的基本數據以及得到的腳型數據，為用戶推薦合適的鞋碼和款式。同時該發明還可用于鞋子私人定制服務，以此來滿足用戶需求，提高商戶的服務質量，進而也提高商戶的營業收入。

技術方案：

本發明一種基于人腳圖像的腳型分類方法，其步驟如下：

步驟一：數據庫的建立

本方案需要收集大量的人腳正面的圖像，對不同的腳進行腳型特征學習,以便保證后期分類的準確性。收集過程包括以下三個方面：

(1)圖像獲取

將穿著純色襪子的腳踩在水平地面上，并要求地面背景色與襪子顏色有一定的區分度，如穿黑色的襪子踩在淺色的地板上。鏡頭在腳的正上方垂直向下進行拍攝，盡量使腳的中軸線與圖像的垂直方向保持一致，并且保證腳掌部分全部包含在圖像中。同時確保圖像背景簡單，不要有其他物體進來，即圖像中只有腳目標和地面背景；

(2)數據收集

在保證采集背景與襪子顏色有足夠區分度的情況下，變換不同的背景以及襪子顏色，對不同的人進行正面腳成像，共收集到300幅實驗樣本；

(3)樣本真值的產生

標準腳型分為羅馬腳、希臘腳和埃及腳(如圖1所示)，我們對一幅圖像的腳型類別進行人工給定，為了保證腳型分類的準確性，我們有5人對圖像進行人工分類，并按大多數原則來確定圖像的腳型類別，該類別即為該圖像的腳型真值；

步驟二：預處理去陰影

對于收集到的300幅實驗圖像，由于光照環境不同，使得人腳掌的邊緣處經常存在陰影，給后續的分割以及腳掌輪廓的定位帶來困難，本發明中，我們采用顯著性方法對腳掌部位進行增強，去除腳掌部位的陰影干擾。

所述的“顯著性方法”，詳述如下：

(1)顏色空間轉換

將圖像由RGB顏色空間轉換到Lab顏色空間，包括兩個步驟，首先將RGB顏色空間轉換成XYZ顏色空間，再由XYZ顏色空間轉換到Lab顏色空間。

①RGB顏色空間轉換成XYZ顏色空間的方法如下:

②XYZ顏色空間轉換成Lab顏色空間的方法如下:

L＝116*f(Y)-16

a＝500*[f(X)-f(Y)]

b＝200*[f(Y)-f(Z)

其中

上面公式中，L、a、b即為Lab色彩空間三個通道的值。

(2)獲取各通道均值

Lab顏色空間中，每一個像素點對應一組通道值(L值，a值，b值)，遍

歷整個圖像的所有像素點，計算出每個通道均值和

上面公式中，n為圖像中像素點個數；

(3)去除陰影

令(L_i，a_i，b_i)為圖像中第i個像素在L、a、b三個通道的值，則根據顯

著性公式，第i個像素的顯著值為