一種旋轉定點形體測量方法
2023-06-04 14:21:36 1
專利名稱：一種旋轉定點形體測量方法
技術領域：
本發明涉及一種形體的測量方法，特別是一種旋轉定點形體測量方法。
背景技術：
目前在服裝設計和裁剪縫製過程中，首先要對人的形體進行測量。而目前形體測量方法主要有手工測量、光學測量和計算機測量三種。手工測量是一種傳統的形體測量方法，工作量大，效率低，誤差較大。因此，近幾年以灰度法為代表的計算機測量方法面世，但是這樣的人體三維測量系統價格高，在中國很難普及。利用灰度法進行三維人體測量的結果存在著誤差見下表1(根據B.Xu和S.V.Sreenivasan於1999年發表的結論)表1灰度法測量的結果與手工測量的比較
發明內容本發明所要解決的技術問題是提供一種旋轉定點形體測量方法，可大大降低計算機測量成本，同時獲得準確度較高的服裝用尺寸。
本發明解決的技術問題可以通過以下技術方案來實現一種旋轉定點形體測量方法，其特徵在於包括以下步驟1、形體圖象的獲取先設定初始位置，利用圖像獲取設備獲取第一張圖像，並檢測得到邊緣點的坐標；然後人體由右向左旋轉一個角度後，利用圖像獲取設備獲取第二張圖像，按照此方法，獲取形體旋轉360°不同間隔點的圖像；2、圖像處理利用安裝有專門軟體的計算機對獲取的圖像進行處理，處理時先輸入每個圖像中的任意高度值，並自左向右掃描，給定一個灰度判別值K，如果Ti+1-T i＞k，則保存該點的像素坐標值；最後利用保存的坐標值，進行曲線擬合封閉及計算曲線長度。
本發明旋轉角度間隔的確定方法是較為平坦的部位，角度跨度稍大，而曲率大的部位角度跨度較小。
本發明女性形體旋轉角度間隔的確定方法是以公主線為分界線，正面和背面曲面曲率較小，側面曲面曲率相對較大。
本發明旋轉角度間隔一般為13至22個。
本發明的B樣條曲線可以通過以下通式來計算Pj(t*)＝[T*][N*][B] 1≤j≤n-K+1 0≤t*＜1其中B為控制多邊形頂點，[T*]為與參數t*相關的矢量，[N*]為B樣條基函數矩陣，Pj(t*)對應給定參數值的B樣條曲線上的點。
本發明採用的圖像獲取設備為數碼攝像機。
本發明的原理(參見圖1)是通過某一高度的圖像邊緣點的搜索和提取擬合出橫截面的輪廓線，並計算出周長，從而獲得形體的測量數據。測量時先設定初始位置獲取第一張圖像，一般取正面。檢測得到邊緣點的坐標，當人體由右向左旋轉一定角度後獲取第二張圖像，此時檢測到的同一高度的邊緣點與初始點相比較可計算出該點到旋轉中心的距離，由旋轉角度可以確定該點的位置。依次獲取圖像得到若干點。
邊緣點P(y，x)的坐標可由以下表達式表示y＝rcosθ，z＝rsinθ。
由於人體在脊柱和前中心向內凹進，旋轉凹進的部位不可能成為邊緣點，這部分信息將會損失，可以作適當假定，以使曲線在該部位更貼合形體實際形狀。比如前胸中心點，可根據側面圖形設定一個適當的值，以彌補損失的信息。
由於採用了如上的技術方案，本發明可以與灰度法一樣通過輪廓線構造形體輪廓，在分割區域，擬合曲面，以完成三維人體的面形重建。本發明的旋轉定點形體測量法比手工測量效率高，且誤差不超過1.7％，兩者測量的結果比較見下表2
表2本發明測量的結果與手工測量的比較
本發明是一種成本低，準確度較高，計算速度快的方法。
圖1為本發明的原理示意圖；圖2為本發明具體實施方式
中所提的女性形體特徵示意圖；圖3為本發明拍攝女性形體各個旋轉角度的圖像示意圖；圖4為本發明邊緣的灰度差異的示意圖；圖5為本發明形體圖像處理界面的示意圖。
具體實施例方式
參看附圖，一種旋轉定點形體測量方法，包括以下步驟1、形體圖像的獲取利用數碼攝像機分別對人體的不同角度進行拍攝。得到一組清晰的人體圖像。拍攝中使用的數碼攝像機為640×480像素，被側模特為GB1335-91(84)人臺。
旋轉角度的確定由於女性形體不是規則的幾何體，因此採用等角度拍攝勢必會損失較多的信息，尤其是凹進的部位。因此在選取拍攝角度必須充分考慮形體各個立體塊面的特點。選取的原則是，較為平坦的部位，角度跨度可以稍大，而曲率大的部位角度跨度較小，以保證獲取較多的信息。就女性形體而言，以公主線為分界線，正面和背面曲率較小，側面曲面曲率相對較大。參看圖2。因此拍攝角度的選取依據曲率的大小適當增減。
曲率大的區域拍攝密度增加，既旋轉角度間隔減小；反之拍攝密度減小，旋轉角度間隔增加。同時為提高測量精度，旋轉角度的總數由一般的13個增加至22個。
圖3為部分利用數碼攝像機拍攝的圖像。
2、圖像處理及數據記錄當計算機獲得了所需的22個圖像，就可以對每幅圖像所需要的信息進行處理和記錄。首先，由於邊緣像素是在區域邊界上，在邊界兩邊的區域具有不同的灰度值，這樣，區域的邊界可以通過測量鄰近像素差值來求取。參看圖4，可以看出邊緣的像素灰度差異。這樣，只要輸入任意高度，計算機就可以對每幅圖像的右邊緣點進行記錄，替代手工輸入。
其算法步驟i)對於圖像I[i，j]，輸入j；ii)自左向右掃描，給定一個灰度判別值k，如果Ti+1-T i＞k，則保存該點的像素坐標值。
曲線擬合及曲線長度對於封閉的曲線的估計，B樣條曲線可以用一個矩陣的形式表達。
Pj(t*)＝[T*][N*][B] 1≤j≤n-K+1 0≤t*＜1其中B為控制多邊形頂點，[T*]為與參數t*相關的矢量，[N*]為B樣條基函數矩陣，Pj(t*)對應給定參數值的B樣條曲線上的點。當採用三次(四階)時，矩陣方程可以寫為Pj=(t*)=16t*3t*2t*1-13-313-630-30301410BjBj+1Bj+2Bj+3.]]>
權利要求
1.一種旋轉定點形體測量方法，其特徵在於包括以下步驟[1]、形體圖象的獲取先設定初始位置，利用圖像獲取設備獲取第一張圖像，並檢測得到邊緣點的坐標；然後人體由右向左旋轉一個角度後，利用圖像獲取設備獲取第二張圖像，按照此方法，獲取形體旋轉360°不同間隔點的圖像；[2]、圖像處理利用安裝有專門軟體的計算機對獲取的圖像進行處理，處理時先輸入每個圖像中的任意高度值，並自左向右掃描，給定一個灰度判別值K，如果Ti+1-T i＞k，則保存該點的像素坐標值；最後利用保存的坐標值，進行曲線擬合封閉及計算曲線長度。
2.根據權利要求1所述的一種旋轉定點形體測量方法，其特徵在於所述旋轉角度間隔的確定方法是較為平坦的部位，角度跨度稍大，而曲率大的部位角度跨度較小。
3.根據權利要求2所述的一種旋轉定點形體測量方法，其特徵在於女性形體旋轉角度間隔的確定方法是以公主線為分界線，正面和背面曲面曲率較小，側面曲面曲率相對較大。
4.根據權利要求2所述的一種旋轉定點形體測量方法，其特徵在於所述旋轉角度間隔一般為13至22個。
5.根據權利要求1所述的一種旋轉定點形體測量方法，其特徵在於B樣條曲線可以通過以下通式來計算Pj(t*)＝[T*][N*][B]1≤j≤n-K+10≤t*＜1其中B為控制多邊形頂點，[T*]為與參數t*相關的矢量，[N*]為B樣條基函數矩陣，Pj(t*)對應給定參數值的B樣條曲線上的點。
6.根據權利要求1所述的一種旋轉定點形體測量方法，其特徵在於所述圖像獲取設備為數碼攝像機。
全文摘要
本發明公開的一種旋轉定點形體測量方法，其先設定初始位置，利用圖像獲取設備獲取形體旋轉360°不同間隔點的圖像，並檢測得到邊緣點的坐標；再利用安裝有專門軟體的計算機對獲取的圖像進行處理，處理時先輸入每個圖像中的任意高度值，並自左向右掃描，給定一個灰度判別值K，如果Ti+1－T i＞k，則保存該點的像素坐標值；最後利用保存的坐標值，進行曲線擬合封閉及計算曲線長度。本發明可以與灰度法一樣通過輪廓線構造形體輪廓，在分割區域，擬合曲面，以完成三維人體的面形重建。本發明的旋轉定點形體測量法比手工測量效率高，且誤差不超過1.7％。本發明是一種成本低，準確度較高，計算速度快的方法。
文檔編號G01B11/03GK1957788SQ200510030940
公開日2007年5月9日 申請日期2005年11月1日 優先權日2005年11月1日
發明者謝紅 申請人:上海工程技術大學