[发明专利]一种单视角无标记人体运动跟踪的关节定位方法

权利要求书

1.一种单视角无标记人体运动跟踪的关节定位方法，其特征在于，包含：

步骤301，检测手的位置，得到手的候选样本handCandidate＝{Hi(xi，yi)}，i＝0，1，...，numHandCandidate-1，其中，Hi(xi，yi)为第i个手的候选样本，numHandCandidate为手的候选样本的个数；

步骤302，筛选手的位置，对手的候选样本进行筛选，获得概率大的样本作为优选样本；

步骤303，检测肘部的位置，获得肘部的候选样本；

步骤304，组合筛选手与肘部的位置；对手与肘的优选样本两两组合形成前臂样本，再对该前臂样本进行优选，获得前臂的优选样本；

步骤305，组合筛选手、肘与肩的位置，根据该前臂的优选样本与肩的位置进行组合优选，获得手臂的样本；

步骤306，对手臂的候选样本进行优选加权，获得最终的手、肘、肩的位置。

2.如权利要求1所述的单视角无标记人体运动跟踪的关节定位方法，其特征在于，该步骤301检测手的位置的具体方法为：

根据多种信息的融合，对输入的图像帧中手的可能位置进行检测，该多种信息至少包括如下之一：前景信息、肤色信息、运动信息，分别表示为：前景图像imgBG，肤色图像imgSkin，运动能量图像imgMEI。

3.如权利要求2所述的单视角无标记人体运动跟踪的关节定位方法，其特征在于，该步骤301检测手的位置的具体方法为：

对输入的图像帧进行扫描，设人体的单位长度为sizeUnit，将手定义为图像中的一个矩形区域，边长表示为sizeHand，满足如下条件的位置认为是手的可能位置H(xH，yH)：

(1)处于前景，即pBG(xH，yH)＞deltaBGH，其中，pBG(xH，yH)为H(xH，yH)处于前景的概率，deltaBGH为确定是否处于前景的阈值，0.3≤deltaBGH≤0.5，pBG(xH，yH)由下式获得：

pBG(xH，yH)＝numPixelFG/(sizeHand·sizeHand)

其中，numPixelFG为H代表的手的矩形区域中处于前景的像素个数，由前景图像获得；

(2)可检测到肤色信息，即pSkin(xH，yH)≥0，pSkin(xH，yH)为H属于肤色的概率，pSkin(xH，yH)由下式获得：

pSkin(xH，yH)＝numPixelSkin/(sizeHand·sizeHand)

其中，numPixelSkin为H代表的手的矩形区域中属于肤色的像素个数，由肤色图像获得；

(3)具有运动信息，即pMotion(xH，yH)≥0，pMotion(xH，yH)为H处于运动状态的概率，pMotion(xH，yH)由下式获得：

pMotion(xH，yH)＝numPixelMotion/(sizeHand·sizeHand)

其中，numPixelMotion为H代表的手的矩形区域中属于运动状态的像素个数，由运动能量图像获得；

(4)处于合理的物理位置，即D(H，S)≤lengthArm，其中，S为躯干中的肩节点的位置；D(H，S)为手的位置H到肩S的距离；lengthArm为手臂的长度，3·sizeUnit≤lengthArm≤3.5·sizeUnit。

4.如权利要求3所述的单视角无标记人体运动跟踪的关节定位方法，其特征在于，该扫描方式是逐像素扫描的方式或者根据一定的步长进行扫描的方式。

5.如权利要求4所述的单视角无标记人体运动跟踪的关节定位方法，其特征在于，该步长为sizeHand的1/2至1/3。

6.如权利要求1所述的单视角无标记人体运动跟踪的关节定位方法，其特征在于，该步骤302中对手的候选样本进行筛选的条件为：

(1)具有一定肤色信息，且距离上一帧的手的位置不远的样本优先保留；

(2)具有运动信息，且其在运动图像中与上一帧的手的位置相连的样本优先保留；

(3)距离上一帧的手的位置越近的样本获选的概率越大；

(4)肤色信息越多的样本获选的概率越大；

(5)运动信息越显著的样本获选的概率越大。