專利名稱：一種旋轉(zhuǎn)定點(diǎn)形體測(cè)量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種形體的測(cè)量方法，特別是一種旋轉(zhuǎn)定點(diǎn)形體測(cè)量方法。
背景技術(shù)：
目前在服裝設(shè)計(jì)和裁剪縫制過程中，首先要對(duì)人的形體進(jìn)行測(cè)量。而目前形體測(cè)量方法主要有手工測(cè)量、光學(xué)測(cè)量和計(jì)算機(jī)測(cè)量三種。手工測(cè)量是一種傳統(tǒng)的形體測(cè)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(jì)算機(jī)測(cè)量方法面世，但是這樣的人體三維測(cè)量系統(tǒng)價(jià)格高，在中國(guó)很難普及。利用灰度法進(jìn)行三維人體測(cè)量的結(jié)果存在著誤差見下表1(根據(jù)B.Xu和S.V.Sreenivasan于1999年發(fā)表的結(jié)論)表1灰度法測(cè)量的結(jié)果與手工測(cè)量的比較

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種旋轉(zhuǎn)定點(diǎn)形體測(cè)量方法，可大大降低計(jì)算機(jī)測(cè)量成本，同時(shí)獲得準(zhǔn)確度較高的服裝用尺寸。
本發(fā)明解決的技術(shù)問題可以通過以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)一種旋轉(zhuǎn)定點(diǎn)形體測(cè)量方法，其特征在于包括以下步驟1、形體圖象的獲取先設(shè)定初始位置，利用圖像獲取設(shè)備獲取第一張圖像，并檢測(cè)得到邊緣點(diǎn)的坐標(biāo)；然后人體由右向左旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度后，利用圖像獲取設(shè)備獲取第二張圖像，按照此方法，獲取形體旋轉(zhuǎn)360°不同間隔點(diǎn)的圖像；2、圖像處理利用安裝有專門軟件的計(jì)算機(jī)對(duì)獲取的圖像進(jìn)行處理，處理時(shí)先輸入每個(gè)圖像中的任意高度值，并自左向右掃描，給定一個(gè)灰度判別值K，如果Ti+1-T i＞k，則保存該點(diǎn)的像素坐標(biāo)值；最后利用保存的坐標(biāo)值，進(jìn)行曲線擬合封閉及計(jì)算曲線長(zhǎng)度。
本發(fā)明旋轉(zhuǎn)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(fā)明女性形體旋轉(zhuǎn)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(cè)面曲面曲率相對(duì)較大。
本發(fā)明旋轉(zhuǎn)角度間隔一般為13至22個(gè)。
本發(fā)明的B樣條曲線可以通過以下通式來(lái)計(jì)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(diǎn)，[T*]為與參數(shù)t*相關(guān)的矢量，[N*]為B樣條基函數(shù)矩陣，Pj(t*)對(duì)應(yīng)給定參數(shù)值的B樣條曲線上的點(diǎn)。
本發(fā)明采用的圖像獲取設(shè)備為數(shù)碼攝像機(jī)。
本發(fā)明的原理(參見圖1)是通過某一高度的圖像邊緣點(diǎn)的搜索和提取擬合出橫截面的輪廓線，并計(jì)算出周長(zhǎng)，從而獲得形體的測(cè)量數(shù)據(jù)。測(cè)量時(shí)先設(shè)定初始位置獲取第一張圖像，一般取正面。檢測(cè)得到邊緣點(diǎn)的坐標(biāo)，當(dāng)人體由右向左旋轉(zhuǎn)一定角度后獲取第二張圖像，此時(shí)檢測(cè)到的同一高度的邊緣點(diǎn)與初始點(diǎn)相比較可計(jì)算出該點(diǎn)到旋轉(zhuǎn)中心的距離，由旋轉(zhuǎn)角度可以確定該點(diǎn)的位置。依次獲取圖像得到若干點(diǎn)。
邊緣點(diǎn)P(y，x)的坐標(biāo)可由以下表達(dá)式表示y＝rcosθ，z＝rsinθ。
由于人體在脊柱和前中心向內(nèi)凹進(jìn)，旋轉(zhuǎn)凹進(jìn)的部位不可能成為邊緣點(diǎn)，這部分信息將會(huì)損失，可以作適當(dāng)假定，以使曲線在該部位更貼合形體實(shí)際形狀。比如前胸中心點(diǎn)，可根據(jù)側(cè)面圖形設(shè)定一個(gè)適當(dāng)?shù)闹?，以彌補(bǔ)損失的信息。
由于采用了如上的技術(shù)方案，本發(fā)明可以與灰度法一樣通過輪廓線構(gòu)造形體輪廓，在分割區(qū)域，擬合曲面，以完成三維人體的面形重建。本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)定點(diǎn)形體測(cè)量法比手工測(cè)量效率高，且誤差不超過1.7％，兩者測(cè)量的結(jié)果比較見下表2
表2本發(fā)明測(cè)量的結(jié)果與手工測(cè)量的比較

本發(fā)明是一種成本低，準(zhǔn)確度較高，計(jì)算速度快的方法。


圖1為本發(fā)明的原理示意圖；圖2為本發(fā)明具體實(shí)施方式
中所提的女性形體特征示意圖；圖3為本發(fā)明拍攝女性形體各個(gè)旋轉(zhuǎn)角度的圖像示意圖；圖4為本發(fā)明邊緣的灰度差異的示意圖；圖5為本發(fā)明形體圖像處理界面的示意圖。
具體實(shí)施例方式
參看附圖，一種旋轉(zhuǎn)定點(diǎn)形體測(cè)量方法，包括以下步驟1、形體圖像的獲取利用數(shù)碼攝像機(jī)分別對(duì)人體的不同角度進(jìn)行拍攝。得到一組清晰的人體圖像。拍攝中使用的數(shù)碼攝像機(jī)為640×480像素，被側(cè)模特為GB1335-91(84)人臺(tái)。
旋轉(zhuǎn)角度的確定由于女性形體不是規(guī)則的幾何體，因此采用等角度拍攝勢(shì)必會(huì)損失較多的信息，尤其是凹進(jìn)的部位。因此在選取拍攝角度必須充分考慮形體各個(gè)立體塊面的特點(diǎn)。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(cè)面曲面曲率相對(duì)較大。參看圖2。因此拍攝角度的選取依據(jù)曲率的大小適當(dāng)增減。
曲率大的區(qū)域拍攝密度增加，既旋轉(zhuǎn)角度間隔減??；反之拍攝密度減小，旋轉(zhuǎn)角度間隔增加。同時(shí)為提高測(cè)量精度，旋轉(zhuǎn)角度的總數(shù)由一般的13個(gè)增加至22個(gè)。
圖3為部分利用數(shù)碼攝像機(jī)拍攝的圖像。
2、圖像處理及數(shù)據(jù)記錄當(dāng)計(jì)算機(jī)獲得了所需的22個(gè)圖像，就可以對(duì)每幅圖像所需要的信息進(jìn)行處理和記錄。首先，由于邊緣像素是在區(qū)域邊界上，在邊界兩邊的區(qū)域具有不同的灰度值，這樣，區(qū)域的邊界可以通過測(cè)量鄰近像素差值來(lái)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(jì)算機(jī)就可以對(duì)每幅圖像的右邊緣點(diǎn)進(jìn)行記錄，替代手工輸入。
其算法步驟i)對(duì)于圖像I[i，j]，輸入j；ii)自左向右掃描，給定一個(gè)灰度判別值k，如果Ti+1-T i＞k，則保存該點(diǎn)的像素坐標(biāo)值。
曲線擬合及曲線長(zhǎng)度對(duì)于封閉的曲線的估計(jì)，B樣條曲線可以用一個(gè)矩陣的形式表達(dá)。
Pj(t*)＝[T*][N*][B] 1≤j≤n-K+1 0≤t*＜1其中B為控制多邊形頂點(diǎn)，[T*]為與參數(shù)t*相關(guān)的矢量，[N*]為B樣條基函數(shù)矩陣，Pj(t*)對(duì)應(yīng)給定參數(shù)值的B樣條曲線上的點(diǎn)。當(dāng)采用三次(四階)時(shí)，矩陣方程可以寫為Pj=(t*)=16t*3t*2t*1-13-313-630-30301410BjBj+1Bj+2Bj+3.]]>
權(quán)利要求
1.一種旋轉(zhuǎn)定點(diǎn)形體測(cè)量方法，其特征在于包括以下步驟[1]、形體圖象的獲取先設(shè)定初始位置，利用圖像獲取設(shè)備獲取第一張圖像，并檢測(cè)得到邊緣點(diǎn)的坐標(biāo)；然后人體由右向左旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度后，利用圖像獲取設(shè)備獲取第二張圖像，按照此方法，獲取形體旋轉(zhuǎn)360°不同間隔點(diǎn)的圖像；[2]、圖像處理利用安裝有專門軟件的計(jì)算機(jī)對(duì)獲取的圖像進(jìn)行處理，處理時(shí)先輸入每個(gè)圖像中的任意高度值，并自左向右掃描，給定一個(gè)灰度判別值K，如果Ti+1-T i＞k，則保存該點(diǎn)的像素坐標(biāo)值；最后利用保存的坐標(biāo)值，進(jìn)行曲線擬合封閉及計(jì)算曲線長(zhǎng)度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種旋轉(zhuǎn)定點(diǎn)形體測(cè)量方法，其特征在于所述旋轉(zhuǎn)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(jù)權(quán)利要求2所述的一種旋轉(zhuǎn)定點(diǎn)形體測(cè)量方法，其特征在于女性形體旋轉(zhuǎn)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(cè)面曲面曲率相對(duì)較大。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種旋轉(zhuǎn)定點(diǎn)形體測(cè)量方法，其特征在于所述旋轉(zhuǎn)角度間隔一般為13至22個(gè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種旋轉(zhuǎn)定點(diǎn)形體測(cè)量方法，其特征在于B樣條曲線可以通過以下通式來(lái)計(jì)算Pj(t*)＝[T*][N*][B]1≤j≤n-K+10≤t*＜1其中B為控制多邊形頂點(diǎn)，[T*]為與參數(shù)t*相關(guān)的矢量，[N*]為B樣條基函數(shù)矩陣，Pj(t*)對(duì)應(yīng)給定參數(shù)值的B樣條曲線上的點(diǎn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種旋轉(zhuǎn)定點(diǎn)形體測(cè)量方法，其特征在于所述圖像獲取設(shè)備為數(shù)碼攝像機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明公開的一種旋轉(zhuǎn)定點(diǎn)形體測(cè)量方法，其先設(shè)定初始位置，利用圖像獲取設(shè)備獲取形體旋轉(zhuǎn)360°不同間隔點(diǎn)的圖像，并檢測(cè)得到邊緣點(diǎn)的坐標(biāo)；再利用安裝有專門軟件的計(jì)算機(jī)對(duì)獲取的圖像進(jìn)行處理，處理時(shí)先輸入每個(gè)圖像中的任意高度值，并自左向右掃描，給定一個(gè)灰度判別值K，如果Ti+1－T i＞k，則保存該點(diǎn)的像素坐標(biāo)值；最后利用保存的坐標(biāo)值，進(jìn)行曲線擬合封閉及計(jì)算曲線長(zhǎng)度。本發(fā)明可以與灰度法一樣通過輪廓線構(gòu)造形體輪廓，在分割區(qū)域，擬合曲面，以完成三維人體的面形重建。本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)定點(diǎn)形體測(cè)量法比手工測(cè)量效率高，且誤差不超過1.7％。本發(fā)明是一種成本低，準(zhǔn)確度較高，計(jì)算速度快的方法。
文檔編號(hào)G01B11/03GK1957788SQ200510030940
公開日2007年5月9日 申請(qǐng)日期2005年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月1日
發(fā)明者謝紅 申請(qǐng)人:上海工程技術(shù)大學(xué)