一種運動物體的高度檢測方法和裝置製造方法
2023-06-30 07:39:36
一種運動物體的高度檢測方法和裝置製造方法
【專利摘要】本發明提供了一種運動物體的高度檢測方法和裝置，以解決目前的物體高度檢測方法過程繁瑣，無法在物體運動時檢測高度，並且檢測的精度和效率不高的問題。其中方法包括：採集物體運動到某一位置的目標圖像，並確定目標圖像內的物體區域；在物體區域中統計物體的頂部到底部所佔的第一像素數量；採用預先創建的比例函數計算物體區域中單位像素對應的高度值；採用第一像素數量和單位像素對應的高度值計算物體的實際高度。本發明中無需固定物體與攝像機間的距離，可以實現在物體運動過程中自動完成對物體高度的檢測，並且無需標定攝像機的各種參數，檢測過程簡單，檢測的精度和效率較高。
【專利說明】一種運動物體的高度檢測方法和裝置
【技術領域】
[0001] 本發明涉及高度檢測【技術領域】，特別是涉及一種運動物體的高度檢測方法和裝 置。
【背景技術】
[0002] 物體的高度是物體特徵的一項重要指標，在很多情況下都要對物體的高度進行檢 測。例如，對於人體來說，高度是體型特徵中的一項重要指標，關係著人身體的健康，在很多 項目，如人體體質檢測、人體建模等中均會涉及到人體高度的檢測。目前的物體高度檢測方 法主要包括利用機械接觸檢測和利用計算機視覺處理技術檢測。
[0003] 利用機械接觸檢測的方法中，檢測裝置包括檢測標杆和可上下移動的橫杆，檢測 時被測者以背頂靠檢測標杆站立，通過可上下移動的橫杆進行頂部區域定位，從而得出被 測者的高度。但是，這種方式需要被測者與檢測裝置接觸，檢測不方便，並且該種檢測方式 會受到被測者的站姿等因素的影響，檢測誤差較大。
[0004] 利用計算機視覺處理技術檢測的方法中，首先通過固定的2個攝像頭拍攝物體的 正視圖和側視圖，然後提取2幅圖像上的物體特徵點，利用三維標定架標定相機的內外參 數；利用雙目視覺原理從2幅圖像上的特徵點計算出物體的檢測點，完成人體尺寸參數計 算。這種方法實現了自動檢測，但檢測時需固定物體與攝像機間的距離，並且需要標定攝像 機的各種參數，檢測的準備工作繁瑣、原理複雜，同時檢測的精度和效率不高。
[0005] 總之，目前的物體高度檢測方法過程繁瑣，無法在物體運動時檢測高度，並且檢測 的精度和效率不高。
【發明內容】
[0006] 本發明提供了一種運動物體的高度檢測方法和裝置，以解決目前的物體高度檢測 方法過程繁瑣，無法在物體運動時檢測高度，並且檢測的精度和效率不高的問題。
[0007] 為了解決上述問題，本發明公開了一種運動物體的高度檢測方法，其特徵在於，包 括：
[0008] 採集物體運動到某一位置的目標圖像，並確定所述目標圖像內的物體區域；
[0009] 在所述物體區域中統計物體的頂部到底部所佔的第一像素數量；
[0010] 採用預先創建的比例函數計算所述物體區域中單位像素對應的高度值；
[0011] 採用所述第一像素數量和所述單位像素對應的高度值計算所述物體的實際高度。
[0012] 優選地，所述確定所述目標圖像內的物體區域的步驟包括：
[0013] 提取所述目標圖像的方向梯度直方圖HOG特徵；
[0014] 將所述目標圖像的HOG特徵與預先創建的物體檢測器中保存的物體HOG特徵和非 物體HOG特徵進行匹配；
[0015] 將所述目標圖像內與所述物體HOG特徵相匹配的HOG特徵組成的區域確定為物體 區域。
[0016] 優選地，所述採用預先創建的比例函數計算所述物體區域中單位像素對應的高度 值的步驟包括：
[0017] 在所述目標圖像中統計物體的底部到所述目標圖像下邊緣所佔的第二像素數 量；
[0018] 採用預先創建的比例函數，結合所述第二像素數量計算所述物體區域中單位像素 對應的高度值。
[0019] 優選地，所述採用預先創建的比例函數，結合所述第二像素數量計算所述物體區 域中單位像素對應的高度值的步驟包括：
[0020] 確定所述第二像素數量所屬的區段i ;其中，所述區段i為針對預先採集的多個樣 本圖像按照其內物體區域中物體的底部到該樣本圖像下邊緣所佔的像素數量排序後劃分 的區段；
[0021] 獲取所述區段i對應的三次樣條插值比例函數Si(X)= afbi (X-XiHci (X-Xi)Wdi (X-Xi)3 ;其中，Xi為所述區段i的第一個或最後一個樣本圖像內物 體區域中物體的底部到該樣本圖像下邊緣所佔的像素數量； ai、bi、Ci和Cli為通過提取所述 區段i中除第一個和最後一個樣本圖像之外的至少4個樣本圖像，根據所提取的樣本圖像 按照預設的三次樣條插值函數= afbi (X-XiHci (X-Xi)2+!^ (X-Xi)3計算得到的，其中，Xi 為所述區段i的第一個或最後一個樣本圖像內物體區域中物體的底部到該樣本圖像下邊 緣所佔的像素數量；X為所提取的樣本圖像內物體區域中物體的底部到該樣本圖像下邊緣 所佔的像素數量，Y i為所提取的樣本圖像內物體區域中單位像素對應的高度值；
[0022] 將所述第二像素數量作為所述三次樣條插值比例函數中X的值，計算所述Si(X) 的值作為所述物體區域中單位像素對應的高度值。
[0023] 優選地，所述採用預先創建的比例函數，結合所述第二像素數量計算所述物體區 域中單位像素對應的高度值的步驟包括：
[0024] 獲取預先創建的支持向量機擬合比例函婁
【權利要求】
1. 一種運動物體的高度檢測方法，其特徵在於，包括： 採集物體運動到某一位置的目標圖像，並確定所述目標圖像內的物體區域； 在所述物體區域中統計物體的頂部到底部所佔的第一像素數量； 採用預先創建的比例函數計算所述物體區域中單位像素對應的高度值； 採用所述第一像素數量和所述單位像素對應的高度值計算所述物體的實際高度。
2. 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述確定所述目標圖像內的物體區域的 步驟包括： 提取所述目標圖像的方向梯度直方圖HOG特徵； 將所述目標圖像的HOG特徵與預先創建的物體檢測器中保存的物體HOG特徵和非物體HOG特徵進行匹配； 將所述目標圖像內與所述物體HOG特徵相匹配的HOG特徵組成的區域確定為物體區 域。
3. 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述採用預先創建的比例函數計算所述 物體區域中單位像素對應的高度值的步驟包括： 在所述目標圖像中統計物體的底部到所述目標圖像下邊緣所佔的第二像素數量； 採用預先創建的比例函數，結合所述第二像素數量計算所述物體區域中單位像素對應 的高度值。
4. 根據權利要求3所述的方法，其特徵在於，所述採用預先創建的比例函數，結合所述 第二像素數量計算所述物體區域中單位像素對應的高度值的步驟包括： 確定所述第二像素數量所屬的區段i;其中，所述區段i為針對預先採集的多個樣本圖 像按照其內物體區域中物體的底部到該樣本圖像下邊緣所佔的像素數量排序後劃分的區 段； 獲取所述區段i對應的三次樣條插值比例函數Si (X) =ai+bi(X-Xi) +Ci (X-Xi)2+!^ (X-Xi)3 ; 其中，Xi為所述區段i的第一個或最後一個樣本圖像內物體區域中物體的底部到該樣本圖 像下邊緣所佔的像素數量；apbpCi和Cli為通過提取所述區段i中除第一個和最後一個樣 本圖像之外的至少4個樣本圖像，根據所提取的樣本圖像按照預設的三次樣條插值函數yi =adbi(X-XiHci (X-Xi)2+!^ (X-Xi)3計算得到的，其中，Xi為所述區段i的第一個或最後一 個樣本圖像內物體區域中物體的底部到該樣本圖像下邊緣所佔的像素數量；X為所提取的 樣本圖像內物體區域中物體的底部到該樣本圖像下邊緣所佔的像素數量，Yi為所提取的樣 本圖像內物體區域中單位像素對應的高度值； 將所述第二像素數量作為所述三次樣條插值比例函數中X的值，計算所述Si (X)的值 作為所述物體區域中單位像素對應的高度值。
5. 根據權利要求3所述的方法，其特徵在於，所述採用預先創建的比例函數，結合所述 第二像素數量計算所述物體區域中單位像素對應的高度值的步驟包括： 獲取預先創建的支持向量機擬合比例函數f(x) = 丨其中，L為預先採 1:1 集的樣本圖像個數，Wi為矩陣W中的第i個元素，k (Xi, X)為核函數，Xi為第i個樣本圖像 內物體的底部到所述目標圖像下邊緣所佔的像素數量;w和b為通過將預設的拉格朗日函 數Mw，W=Iw- ^ [y,(W5', + />) ?U分別針對W和b計算偏微分並令計算偏微分後 娜 ?=1 的值等於〇計算得到的，其中，％為預先設置的第i個樣本圖像對應的拉格朗日係數，Xi為 第i個樣本圖像內物體區域中物體的頂部到底部所佔的像素數量，Yi為第i個樣本圖像內 物體區域中單位像素對應的高度值； 將所述第二像素數量作為所述支持向量機擬合比例函數中X的值，計算所述f(x)的值 作為所述物體區域中單位像素對應的高度值。
6. 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述物體為人體。
7. -種運動物體的高度檢測裝置，其特徵在於，包括： 採集模塊，用於採集物體運動到某一位置的目標圖像，並確定所述目標圖像內的物體 區域； 統計模塊，用於在所述物體區域中統計物體的頂部到底部所佔的第一像素數量； 第一計算模塊，用於採用預先創建的比例函數計算所述物體區域中單位像素對應的高 度值； 第二計算模塊，用於採用所述第一像素數量和所述單位像素對應的高度值計算所述物 體的實際高度。
8. 根據權利要求7所述的裝置，其特徵在於，所述第一計算模塊包括： 統計子模塊，用於在所述目標圖像中統計物體的底部到所述目標圖像下邊緣所佔的第 二像素數量； 計算子模塊，用於採用預先創建的比例函數，結合所述第二像素數量計算所述物體區 域中單位像素對應的高度值。
9. 根據權利要求8所述的裝置，其特徵在於，所述計算子模塊包括： 區段確定子單元，用於確定所述第二像素數量所屬的區段i;其中，所述區段i為針對 預先採集的多個樣本圖像按照其內物體區域中物體的底部到該樣本圖像下邊緣所佔的像 素數量排序後劃分的區段； 第一獲取子單元，用於獲取所述區段i對應的三次樣條插值比例函數Si(X)=afbi(X-XiHci (X-Xi)Wdi (X-Xi)3 ;其中，Xi為所述區段i的第一個或最後一個樣本圖像內物 體區域中物體的底部到該樣本圖像下邊緣所佔的像素數量；ai、bi、Ci和Cli為通過提取所述 區段i中除第一個和最後一個樣本圖像之外的至少4個樣本圖像，根據所提取的樣本圖像 按照預設的三次樣條插值函數=afbi(X-XiHci (X-Xi)2+!^ (X-Xi)3計算得到的，其中，Xi 為所述區段i的第一個或最後一個樣本圖像內物體區域中物體的底部到該樣本圖像下邊 緣所佔的像素數量；X為所提取的樣本圖像內物體區域中物體的底部到該樣本圖像下邊緣 所佔的像素數量，Yi為所提取的樣本圖像內物體區域中單位像素對應的高度值； 第一計算子單元，用於將所述第二像素數量作為所述三次樣條插值比例函數中X的 值，計算所述Si(X)的值作為所述物體區域中單位像素對應的高度值。
10. 根據權利要求8所述的裝置，其特徵在於，所述計算子模塊包括： 第二獲取子單元，用於獲取預先創建的支持向量機擬合比例函數 f'(.r) = 十其中，L為預先採集的樣本圖像個數，wi為矩陣w中的第i個元 |s| 素，k(Xi，X)為核函數，Xi為第i個樣本圖像內物體的底部到所述目標圖像下邊緣所佔的像 素數量;w和b為通過將預設的拉格朗日函數Z^w,6) =去wrw-藝a,. .JiOrXi +的-丨]分 21=1 別針對w和b計算偏微分並令計算偏微分後的值等於0計算得到的，其中,?為預先設置的 第i個樣本圖像對應的拉格朗日係數，Xi為第i個樣本圖像內物體區域中物體的頂部到底 部所佔的像素數量，Yi為第i個樣本圖像內物體區域中單位像素對應的高度值； 第二計算子單元，用於將所述第二像素數量作為所述支持向量機擬合比例函數中X的 值，計算所述f (X)的值作為所述物體區域中單位像素對應的高度值。
【文檔編號】G06T7/20GK104240264SQ201410437736
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年8月29日 優先權日:2014年8月29日
【發明者】梁肖, 劉恆 申請人:青島海信電器股份有限公司