基于图像处理的三维人体尺寸提取技术研究与实现

论文摘要

基于图像的三维人体尺寸信息提取技术是一种新兴的人体测量技术,可以快速而精准地提取出用户的人体尺寸信息数据,建立完备的人体体型数据库,被广泛应用于个性化服装定制、人体模特建立等领域。本文针对目前基于图像的人体尺寸信息提取方法在人体轮廓提取算法、人体尺寸信息提取步骤、人体输入图像拍摄环境等方面上存在的缺陷之处,进行了深入的研究分析,进行了如下的工作:(1)对现有人体测量系统以及基于图像的传统测量技术进行分析比较,设计了一套完整的人体尺寸信息提取方案,并在本文中开发的三维人体尺寸提取系统软件上实现了该方案。(2)针对传统的边缘轮廓提取算法运用在人体轮廓提取领域存在的种种不足(各种噪声、虚假边缘、光照强弱、复杂背景等问题),设计了一种基于人体轮廓提取的优化轮廓提取算法。该优化算法针对噪声、虚假边缘、光照强弱这三个问题,分别对传统Canny算子中的梯度幅值、方向计算、非极大值控制、双阈值提取三个关键处理步骤进行了优化改善,之后结合数学形态学图像处理方法将轮廓图像从复杂的背景图像中提取出来,使最终提取得到的人体正、侧面轮廓图像满足后期的人体关键部位信息提取要求。(3)设计了一套人体尺寸提取方法,该方法参照人体尺寸线定义表,根据用户身高信息对提取的正、侧面人体轮廓进行人体尺寸提取。具体操作步骤包含人体关键部位边缘点搜索,边缘点位置计量单位转换,提交最终提取信息等。通过相当数量人体模特(30名学生)的参与试验,证明了该人体尺寸信息提取方法的可行性。(4)针对人体正、侧面图像拍摄过程中实际遇到的拍摄不精确、拍摄角度不一致、拍摄时间不同步等问题,设计了一种单照相机镜面组合系统,解决了以上所述的诸类问题。对应单照相机镜面组合系统的设计方案,本文还搭建了一个小型的镜面组合系统进行试验验证。通过实验证明,该镜面组合系统能够精确而同步地获取得到符合三维人体尺寸信息提取系统所需要的人体正、侧面输入图像,提高了整个系统的工作效率。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 论文研究背景
• 1.2.1 传统接触式人体测量研究现状分析
• 1.2.2 非接触式人体测量研究现状分析
• 1.3 论文研究意义
• 1.4 论文研究主要工作
• 1.5 论文章节组织
• 1.6 本章小结
• 第二章 三维人体尺寸信息提取系统架构设计
• 2.1 引言
• 2.2 三维人体尺寸自动提取系统设计
• 2.3 基于图像处理技术的三维人体尺寸提取模型
• 2.4 三维人体尺寸自动提取系统的硬件环境改善方案
• 2.5 本章小结
• 第三章 基于图像的人体轮廓提取技术分析
• 3.1 引言
• 3.2 常用的图像轮廓提取算法
• 3.2.1 canny边缘检测算子原理分析
• 3.2.2 基于数学形态学的图像处理算法
• 3.3 传统图像轮廓提取算法在人体轮廓提取上的应用分析与比较
• 3.4 本章小结
• 第四章 基于图像的人体轮廓提取综合优化算法研究
• 4.1 引言
• 4.2 基于人体轮廓提取综合优化算法的框架设计
• 4.3 基于人体轮廓提取的Canny算子优化过程
• 4.3.1 梯度幅值、方向计算的算法优化方法
• 4.3.2 基于四象限水平、垂直方向双线性插值的非极大值抑制方法
• 4.3.3 自适应性的双阈值轮廓提取校正方法
• 4.3.4 基于人体轮廓提取的 Canny算子优化算法应用试验
• 4.4 基于数学形态学的人体轮廓提取处理方法
• 4.4.1 基于数学形态学的复杂背景滤除方法
• 4.4.2 基于数学形态学的人体轮廓提取处理方法应用试验
• 4.5 本章小结
• 第五章 基于图像的人体尺寸信息测量方法设计
• 5.1 引言
• 5.2 人体尺寸信息测量方案及步骤
• 5.3 人体尺寸信息边缘点的获取方法
• 5.3.1 人体尺寸线定义的导入及应用
• 5.3.2 人体身高比例（头顶点、脚底点）的获取方法
• 5.3.3 人体各测量部位关键边缘点的位置获取方法
• 5.4 关键边缘点的实际尺寸单位转化处理方法
• 5.5 本章小结
• 第六章 三维人体尺寸信息提取系统软件设计和实验分析
• 6.1 引言
• 6.2 系统软件总体设计
• 6.2.1 软件系统模块的结构设计
• 6.2.2 软件系统接口设计
• 6.2.3 软件系统数据结构设计
• 6.3 人体图像在软件系统上的试验分析
• 6.4 本章小结
• 第七章 一种单照相机镜面组合的硬件系统设计
• 7.1 引言
• 7.2 单照相机镜面组合系统的设计必要性
• 7.3 单照相机镜面组合系统的原理分析
• 7.4 单照相机镜面组合系统试验验证
• 7.5 本章小结
• 第八章 结论与展望
• 8.1 总结
• 8.2 改进方向
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文情况
• 致谢