一種建立人體骨骼模型的方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電子技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種建立人體骨骼模型的方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]人體骨骼的提取技術(shù)是人機(jī)交互領(lǐng)域的一項(xiàng)重要技術(shù)，它在三維動(dòng)畫制作、網(wǎng)絡(luò)游戲、醫(yī)療科學(xué)領(lǐng)域、手勢(shì)捕捉以及自然人機(jī)交互環(huán)境中具有很廣泛的應(yīng)用前景。由于人體模型的復(fù)雜性和不規(guī)則形，以及人體姿態(tài)變化的多樣性，使得骨骼的自動(dòng)提取過程比較困難，因此用于分析骨骼提取的研宄也得到了廣泛的關(guān)注。
[0003]目前出現(xiàn)的從人體模型提取骨骼的方法包括如下幾種:一種是通過在與軀干相連的四肢和頭等五個(gè)突出部分上分別獲取五個(gè)特征點(diǎn)，以這五個(gè)特征點(diǎn)為起點(diǎn)計(jì)算測(cè)地距離，從而建立人體骨骼模型。測(cè)地距離是指連接曲面上給定兩點(diǎn)之間最短路徑的長(zhǎng)度，因此常將建立在測(cè)地距離基礎(chǔ)上的測(cè)地模型應(yīng)用到關(guān)節(jié)點(diǎn)定位、骨骼提取和識(shí)別之中。另一種是僅僅基于深度圖像實(shí)現(xiàn)人體骨骼的提取，通過從獲取到的深度圖像提取人體外部輪廓，將外部輪廓曲線離散化為外部多邊形，并在外部多邊形中進(jìn)行骨骼提取。
[0004]然而上述兩種方法在識(shí)別精度較低的情況下容易導(dǎo)致建立的模型邊緣閃爍，精確率低，并且對(duì)于精確率低的深度圖像，會(huì)將人體模型采用統(tǒng)一的深度值表示，在人體模型的手部和軀干重疊時(shí)無(wú)法準(zhǔn)確區(qū)分手部和軀干，因此容易產(chǎn)生誤差，導(dǎo)致識(shí)別失敗。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供一種建立人體骨骼模型的方法及裝置，可識(shí)別并區(qū)分人體模型的手部和軀干，建立人體骨骼模型。
[0006]本發(fā)明第一方面提供一種建立人體骨骼模型的方法，包括:
[0007]獲取人體圖像，識(shí)別所述人體圖像中的人臉特征，根據(jù)所述人臉特征確定手部特征；
[0008]獲取人體深度圖像；
[0009]根據(jù)預(yù)設(shè)面積的圓形區(qū)域以及所述人體深度圖像確定軀干特征，并根據(jù)所述軀干特征確定軀干骨骼點(diǎn)；
[0010]根據(jù)所述手部特征確定手部骨賂點(diǎn)；
[0011 ] 根據(jù)所述軀干骨骼點(diǎn)以及所述手部骨骼點(diǎn)，建立人體骨骼模型。
[0012]結(jié)合本發(fā)明第一方面的實(shí)現(xiàn)方式，在本發(fā)明第一方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述根據(jù)所述人臉特征確定手部特征，具體包括:
[0013]對(duì)所述人體圖像的所有像素點(diǎn)進(jìn)行灰度直方圖運(yùn)算，得到所述人臉特征的灰度直方圖以及除所述人臉特征之外的其他特征的灰度直方圖；
[0014]將所述人臉特征的灰度直方圖與所述其他特征的灰度直方圖進(jìn)行比較；
[0015]確定所述手部特征，所述手部特征的灰度直方圖與所述人臉特征的灰度直方圖的相似度大于或等于預(yù)設(shè)閾值。
[0016]結(jié)合本發(fā)明第一方面的實(shí)現(xiàn)方式，在本發(fā)明第一方面的第二種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述根據(jù)預(yù)設(shè)面積的圓形區(qū)域以及所述人體深度圖像確定軀干特征，具體包括:
[0017]根據(jù)所述人臉特征在所述人體圖像的位置，在所述人體深度圖像的對(duì)應(yīng)位置上提取頭部特征；
[0018]根據(jù)所述頭部特征的面積大小劃定所述圓形區(qū)域；
[0019]當(dāng)所述圓形區(qū)域在所述人體深度圖像內(nèi)移動(dòng)時(shí)，獲取所述圓形區(qū)域的圓周上的點(diǎn)對(duì)應(yīng)于所述人體深度圖像上的坐標(biāo)點(diǎn)的深度值以及圓心對(duì)應(yīng)于所述人體深度圖像上的坐標(biāo)點(diǎn)的深度值；
[0020]若所述圓周線上的點(diǎn)對(duì)應(yīng)于所述人體深度圖像上的坐標(biāo)點(diǎn)的深度值與所述圓心對(duì)應(yīng)于所述人體深度圖像上的坐標(biāo)點(diǎn)的深度值相同，則確定所述圓形區(qū)域?qū)?yīng)于所述人體深度圖像上的區(qū)域?qū)儆谒鲕|干特征；
[0021]根據(jù)至少一個(gè)確定的所述圓形區(qū)域?qū)?yīng)于所述人體深度圖像上的區(qū)域獲得所述軀干特征。
[0022]結(jié)合本發(fā)明第一方面的第二種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在本發(fā)明第一方面的第三種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述軀干骨骼點(diǎn)包括肩膀骨骼點(diǎn)以及胸部骨骼點(diǎn)，則所述根據(jù)所述軀干特征確定軀干骨骼點(diǎn)，具體包括:
[0023]獲取所述軀干特征的第一預(yù)設(shè)邊緣，提取所述第一預(yù)設(shè)邊緣上的端點(diǎn)，將所述端點(diǎn)作為所述肩膀骨骼點(diǎn)；
[0024]獲取所述軀干特征的第二預(yù)設(shè)邊緣，根據(jù)所述第一預(yù)設(shè)邊緣以及所述第二預(yù)設(shè)邊緣得到所述軀干特征的中線；
[0025]根據(jù)所述軀干特征的中線與所述第一預(yù)設(shè)邊緣的交點(diǎn)得到所述胸部骨骼點(diǎn)。
[0026]結(jié)合本發(fā)明第一方面的實(shí)現(xiàn)方式，在本發(fā)明第一方面的第四種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述建立人體骨骼模型之前，所述方法還包括:
[0027]根據(jù)所述人體深度圖像確定手臂的預(yù)設(shè)邊緣，根據(jù)所述手臂的預(yù)設(shè)邊緣確定所述手臂的中線；
[0028]判斷所述手臂的中線與預(yù)設(shè)圓的兩個(gè)交點(diǎn)是否關(guān)于所述預(yù)設(shè)圓的圓心對(duì)稱，所述預(yù)設(shè)圓的圓心位于所述手臂的中線上；
[0029]若判斷為否，則確定所述預(yù)設(shè)圓的圓心為所述手臂的關(guān)節(jié)骨骼點(diǎn)；
[0030]則根據(jù)所述軀干骨骼點(diǎn)以及所述手部骨骼點(diǎn)，建立人體骨骼模型，具體包括:
[0031]根據(jù)所述軀干骨骼點(diǎn)、所述手臂的關(guān)節(jié)骨骼點(diǎn)以及所述手部骨骼點(diǎn)，建立所述人體骨骼模型。
[0032]本發(fā)明第二方面提供一種建立人體骨骼模型的裝置，包括:
[0033]識(shí)別模塊，用于獲取人體圖像，識(shí)別所述人體圖像中的人臉特征，根據(jù)所述人臉特征確定手部特征；
[0034]獲取模塊，用于獲取人體深度圖像；
[0035]第一確定模塊，用于根據(jù)預(yù)設(shè)面積的圓形區(qū)域以及所述獲取模塊獲取的人體深度圖像確定軀干特征，并根據(jù)所述軀干特征確定軀干骨骼點(diǎn)；
[0036]第二確定模塊，用于根據(jù)所述識(shí)別模塊確定的手部特征確定手部骨骼點(diǎn)；
[0037]建立模塊，用于根據(jù)所述第一確定模塊確定的軀干骨骼點(diǎn)以及所述第二確定模塊確定的手部骨骼點(diǎn)，建立人體骨骼模型。
[0038]結(jié)合本發(fā)明第二方面的實(shí)現(xiàn)方式，在本發(fā)明第二方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述識(shí)別模塊包括:
[0039]運(yùn)算單元，用于對(duì)所述人體圖像的所有像素點(diǎn)進(jìn)行灰度直方圖運(yùn)算，得到所述人臉特征的灰度直方圖以及除所述人臉特征之外的其他特征的灰度直方圖；
[0040]比較單元，用于將所述運(yùn)算單元運(yùn)算出的人臉特征的灰度直方圖與所述其他特征的灰度直方圖進(jìn)行比較；
[0041]確定單元，用于確定所述手部特征，所述手部特征的灰度直方圖與所述人臉特征的灰度直方圖的相似度大于或等于預(yù)設(shè)閾值。
[0042]結(jié)合本發(fā)明第二方面的實(shí)現(xiàn)方式，在本發(fā)明第二方面的第二種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述第一確定模塊包括:
[0043]第一提取單元，用于根據(jù)所述人臉特征在所述人體圖像的位置，在所述人體深度圖像的對(duì)應(yīng)位置上提取頭部特征；
[0044]劃定單元，用于根據(jù)所述第一提取單元提取的頭部特征的面積大小劃定所述圓形區(qū)域；
[0045]獲取單元，用于當(dāng)所述圓形區(qū)域在所述人體深度圖像內(nèi)移動(dòng)時(shí)，獲取所述圓形區(qū)域的圓周上的點(diǎn)對(duì)應(yīng)于所述人體深度圖像上的坐標(biāo)點(diǎn)的深度值以及圓心對(duì)應(yīng)于所述人體深度圖像上的坐標(biāo)點(diǎn)的深度值；
[0046]確定單元，用于若所述圓周線上的點(diǎn)對(duì)應(yīng)于所述人體深度圖像上的坐標(biāo)點(diǎn)的深度值與所述圓心對(duì)應(yīng)于所述人體深度圖像上的坐標(biāo)點(diǎn)的深度值相同，則確定所述圓形區(qū)域?qū)?yīng)于所述人體深度圖像上的區(qū)域?qū)儆谒鲕|干特征；
[0047]獲得單元，用于根據(jù)至少一個(gè)所述確定單元確定的所述圓形區(qū)域?qū)?yīng)于所述人體深度圖像上的區(qū)域獲得所述軀干特征。
[0048]結(jié)合本發(fā)明第二方面的第二種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在本發(fā)明第二方面的第三種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述軀干骨骼點(diǎn)包括肩膀骨骼點(diǎn)以及胸部骨骼點(diǎn)，則所述第一確定模塊還包括:
[0049]第二提取單元，用于獲取所述軀干特征的第一預(yù)設(shè)邊緣，提取所述第一預(yù)設(shè)邊緣上的端點(diǎn)，將所述端點(diǎn)作為所述肩膀骨骼點(diǎn)；
[0050]第一得到單元，用于獲取所述軀干特征的第二預(yù)設(shè)邊緣，根據(jù)所述第一預(yù)設(shè)邊緣以及所述第二預(yù)設(shè)邊緣得到所述軀干特征的中線；
[0051]第二得到單元，用于根據(jù)所述第一得到單元得到的軀干特征的中線與所述第一預(yù)設(shè)邊緣的交點(diǎn)得到所述胸部骨骼點(diǎn)。
[0052]結(jié)合本發(fā)明第二方面的實(shí)現(xiàn)方式，在本發(fā)明第二方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述裝置還包括:
[0053]第三確定模塊，用于根據(jù)所述人體深度圖像確定手臂的預(yù)設(shè)邊緣，根據(jù)所述手臂的預(yù)設(shè)邊緣確定所述手臂的中線；
[0054]判斷模塊，用于判斷所述手臂的中線與預(yù)設(shè)圓的兩個(gè)交點(diǎn)是否關(guān)于所述預(yù)設(shè)圓的圓心對(duì)稱，所述預(yù)設(shè)圓的圓心位于所述手臂的中線上；
[0055]第四確定模塊，用于當(dāng)所述判斷模塊的判斷結(jié)果為否時(shí)，則確定所述預(yù)設(shè)圓的圓心為所述手臂的關(guān)節(jié)骨骼點(diǎn)。
[0056]則建立模塊，具體用于:
[0057]根據(jù)所述第一確定模塊確定的軀干骨骼點(diǎn)、所述第四確定模塊確定的手臂的關(guān)節(jié)骨骼點(diǎn)以及所述第二確定模塊確定的手部骨骼點(diǎn)，建立所述人體骨骼模型。
[0058]采用本發(fā)明，通過獲取人體圖像，識(shí)別人體圖像中的人臉特征，根據(jù)人臉特征確定手部特征；獲取人體深度圖像；根據(jù)預(yù)設(shè)面積的圓形區(qū)域以及人體深度圖像確定軀干特征，并根據(jù)軀干特征確定軀干骨骼點(diǎn)；根據(jù)手部特征確定手部骨骼點(diǎn)；根據(jù)軀干骨骼點(diǎn)以及手部骨骼點(diǎn)，建立人體骨骼模型，可準(zhǔn)確識(shí)別人體模型的關(guān)鍵特征，并區(qū)分人體模型的手部和軀干，根據(jù)關(guān)鍵特征建立人體模型，其計(jì)算結(jié)果準(zhǔn)確性高，能提高建立人體骨骼模型的精確率。
【附圖說(shuō)明】
[0059]為了更