[發(fā)明專利]一種基于深度圖像的手部輪廓特征優(yōu)化方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810285718.8
• 申請日: 2018-03-23
• 公開（公告）號: CN108520264A
• 公開（公告）日: 2018-09-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉佩林;金珂;葛昊;應忍冬;鄒耀
• 申請（專利權(quán)）人: 上海數(shù)跡智能科技有限公司
• 主分類號: G06K9/46
• 分類號: G06K9/46;G06K9/00;G06T7/181;G06T7/11;G06T7/136;G06T7/66;G06T7/62
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于深度圖像的手部輪廓特征優(yōu)化方法，其特征是：該方法包括如下步驟：

(1)讀入深度圖像，預處理并得到包含冗余輪廓的手部區(qū)域圖；

(2)計算初始迭代點和迭代半徑，初始迭代點盡量靠近手指尖；

(3)利用均值漂移算法進行迭代，找到最接近手掌的圓形區(qū)域，返回圓心與半徑；

(4)更新手部區(qū)域輪廓，將冗余輪廓剔除，得到精確的手部區(qū)域輪廓；

(5)利用凸包檢測算法得到手部區(qū)域的外部凸包輪廓，并結(jié)合內(nèi)輪廓與外凸包的Hu不變矩信息，得到14維輪廓特征向量。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于深度圖像的手部輪廓特征優(yōu)化方法，其特征是：在所述的步驟(1)中，深度圖像預處理模塊對深度圖像進行閾值切割、圖形學濾波并計算最大連通區(qū)域，包括以下步驟：

(a)利用深度閾值得到手部區(qū)域，并將其映射到二值圖像，包含冗余輪廓，白色前景表示手部區(qū)域，背景為黑色；

(b)利用圖形學運算，先做開運算，平滑圖像輪廓并去除背景噪聲，再做閉運算，填充目標內(nèi)的細小孔洞；

(c)尋找最大面積輪廓，并認為該輪廓為手部區(qū)域輪廓，包含冗余輪廓，填補該輪廓內(nèi)的孔洞。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于深度圖像的手部輪廓特征優(yōu)化方法，其特征是：在所述步驟(2)中，包括從初步提取的手部區(qū)域中選取初始迭代點和迭代半徑的步驟，該步驟包括以下步驟：

(a)將提取的手部區(qū)域輪廓以多邊形表示，并修復含有內(nèi)環(huán)的多邊形情況；

(b)計算多邊形的最小外接矩形，并與圖像邊界進行比較，根據(jù)兩者重合的邊數(shù)進行如下分類討論：

(a)若手離鏡頭過近，圖像無法顯示完整的手部區(qū)域，算法終止；

(b)若重合的兩條邊是平行邊，則表明手橫向或縱向貫穿鏡頭，圖像無法顯示完整的手部區(qū)域，算法終止；

(c)若沒有手臂部分輪廓與圖像邊界相交，冗余輪廓不存在，此時返回的初始迭代點為手部區(qū)域的質(zhì)心，初始迭代半徑根據(jù)實際手掌經(jīng)驗值選取；

(d)若重合的兩條邊是相交邊，則在多邊形的最小外接矩形的四個頂點中，計算距離多邊形最近的頂點，且要保證該頂點是有效的，不與圖像邊界相交，再計算得到該頂點在多邊形上的投影點，即多邊形上距離該頂點最近的點；

最后取投影點與多邊形質(zhì)心的連線中點作為初始迭代點，連線長度的一半作為初始迭代半徑，若初始迭代點在多邊形外部，則取該點在多邊形上的投影點作為新的初始迭代點。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于深度圖像的手部輪廓特征優(yōu)化方法，其特征是：在所述步驟(3)中，還包括基于均值漂移的迭代過程，該步驟包括以下子步驟

(a)根據(jù)初始迭代點c₀與初始迭代半徑r₀得到迭代圓C的初始區(qū)域；

(b)尋找迭代圓C與手部區(qū)域多邊形P的相交區(qū)域I，并計算該區(qū)域的質(zhì)心c_i；

(c)比較質(zhì)心c_i與迭代圓的圓心c，若兩者相差超過迭代門限，則進入步驟S34；若兩者相差在迭代門限內(nèi)，則進入步驟(e)；

(d)，調(diào)整迭代圓的圓心c為相交區(qū)域的質(zhì)心c_i，半徑r為相交區(qū)域的質(zhì)心c_i在手部區(qū)域多邊形P邊界上的投影，并返回步驟(b)；

(e)，若S(I)/S(C)＞1.1s_th，則增加迭代圓半徑r，并返回所述的步驟(2)；若S(I)/S(C)＜0.9s_th，則減小迭代圓半徑r，并返回步驟(b)；否則終止迭代，輸出迭代結(jié)束時的迭代圓的圓心位置c和半徑r，上述的S(I)，S(C)分別為相交區(qū)域與迭代圓面積，s_th為有效面積像素閾值。