[發明專利]基于深度相機識別人體頭部姿態的方法及裝置

在審

• 申請號: 201810232468.1
• 申請日: 2018-03-16
• 公開（公告）號: CN108596948A
• 公開（公告）日: 2018-09-28
• 發明（設計）人: 車武軍;吳澤燁;谷卓;徐波
• 申請（專利權）人: 中國科學院自動化研究所
• 主分類號: G06T7/246
• 分類號: G06T7/246;G06T7/50;G06T7/73
• 代理公司: 北京瀚仁知識產權代理事務所(普通合伙) 11482
• 代理人: 郭文浩;陳曉鵬

本發明屬于計算機視覺技術領域，具體涉及一種基于深度相機識別人體頭部姿態的方法及裝置。旨在解決現有技術頭部姿態估計方法實時性、適應性、魯棒性差的問題。本發明提供一種基于深度相機識別人體頭部姿態的方法，包括基于深度相機的相機參數將深度相機獲取的頭部深度圖像轉化為空間點云數據；將空間點云數據所在的空間劃分為多個子空間，若子空間包含的空間點云數據的個數大于預設閾值，則將子空間的中心點作為標準點云數據；計算標準點云數據與預先構建的頭部模型的擬合誤差，得到人體頭部的姿態參數。本發明的技術方案能夠增加估計人體頭部姿態的適應性，提高實時性和魯棒性。

技術領域

本發明屬于計算機視覺技術領域，具體涉及一種基于深度相機識別人體頭部姿態的方法及裝置。

背景技術

隨著計算機視覺技術的發展，通過計算機視覺進行頭部姿態估計應用于許多領域，包括駕駛員行為分析、人機交互以及虛擬現實等等技術領域。根據數據源類型的不同，頭部姿態估計的方法可以分為基于二維RGB圖像的頭部姿態估計方法、基于深度圖像的頭部姿態估計方法以及基于RGB-D圖像的頭部姿態估計方法。

其中，基于二維RGB圖像的頭部姿態估計方法以及基于RGB-D圖像的頭部姿態估計方法是通過對RGB圖像中的人臉進行識別，找到深度圖中對應的頭部區域，結合RGB特征和深度特征估計頭部姿態，但是在實際應用中，上述兩種方法對于光照和頭部遮擋等環境因素十分敏感，魯棒性差；

基于深度圖像的頭部姿態估計方法是通過獲取頭部所在的深度圖像，從深度圖像的深度信息中推測鼻子的位置，從而估計出頭部姿態或者從深度圖像中學習隨機森林模型估計頭部姿態，但是在實際應用中，該方法實時性較差，對于不同的人物頭型姿態估計效果不理想，魯棒性差。

因此，如何提出一種解決現有頭部姿態估計方法實時性、適應性、魯棒性差的方案是本領域技術人員目前需要解決的問題。

發明內容

為了解決現有技術中的上述問題，即為了解決現有技術頭部姿態估計方法實時性、適應性、魯棒性差的問題，本發明提供一種基于深度相機識別人體頭部姿態的方法，所述方法包括：

基于深度相機的相機參數將所述深度相機獲取的頭部深度圖像轉化為空間點云數據；

將所述空間點云數據所在的空間劃分為多個子空間，若子空間包含的空間點云數據的個數大于預設閾值，則將所述子空間的中心點作為標準點云數據；

計算所述標準點云數據與預先構建的頭部模型的擬合誤差，得到人體頭部的姿態參數。

在上述方法的優選技術方案中，“將所述空間點云數據所在的空間劃分為多個子空間”，其方法為：

分別根據所述空間點云數據的三維坐標中的x、y、z坐標的最大值和最小值確定所述空間點云數據X、Y、Z軸的界限；

基于所述空間點云數據X、Y、Z軸的界限構建第一空間體，所述第一空間體包含所述空間點云數據且所述第一空間體為長方體；

根據預設的距離誤差將所述第一空間體分割為多個子空間，分割得到M個子空間，其中A表示所述第一空間體的體積，X表示所述預設的距離誤差，M表示所述子空間的個數。

在上述方法的優選技術方案中，所述頭部模型的形狀為橢圓柱體。

在上述方法的優選技術方案中，“計算所述標準點云數據與預先構建的頭部模型的擬合誤差”，其方法為：

使用粒子群優化算法計算所述標準點云數據與預先構建的頭部模型的擬合誤差，將最小的擬合誤差所對應的標準點云數據作為人體頭部的姿態參數。

在上述方法的優選技術方案中，“計算所述標準點云數據與預先構建的頭部模型的擬合誤差”之前，該方法還包括：