[发明专利]一种基于图像的人脚关键部位的数据提取与测量方法

说明书

（一）技术领域：

本发明涉及一种基于图像的人脚关键部位的数据提取与测量方法，属于图像处理和摄影几何测量的技术领域。

（二）背景技术：

人需要行走，鞋子舒服程度影响着生活质量。鞋的品牌林林总总，每个品牌都会有自己独有的鞋的内部设计参数和流线。对于一双号码确定的鞋，鞋的宽度和高度、鞋底的形状和坡度设计、以及鞋楦的参数等等，都会对脚的舒适感产生影响。如何根据人的脚型设计符合人的生理特点的鞋是一个非常专业的问题。鞋的款式众多，却并不是每一双鞋都适合自己。买鞋是一件令人烦恼的事情，尤其对于脚型有些特殊的人更是如此。在网络购物盛行的今天，单纯依靠一个鞋码信息很难买到舒服的鞋子。如果能够把脚的关键部位数据提取出来，作为商家为用户选择鞋码和款式的参考数据，则无疑可以提高网络购物的成功率，减少因退换商品而产生的费用。

本发明采用A4纸作为参照物（标准尺寸是210毫米×297毫米），用户将脚踩在一张A4纸上，采集图像数据，提取脚目标，并根据脚与A4纸的比例关系完成脚部关键数据的提取和测量。

（三）发明内容：

1、目的：本发明的目的在于提供一种基于图像的人脚关键部位的数据提取与测量方法，以适应当今网络购物的需要。该方法可以获取人脚关键部位的数据，网上鞋店可以将得到的数据作为参考，为用户提供更准确的鞋码和款式，提高网上购物的成功率。更进一步，该数据还可用于制鞋厂商为消费者提供专门的定制服务。因此，该发明即能帮助用户选择或定制到满意的鞋子，又能节约商家在销售环节因退换服务而产生的费用。

2、技术方案：本发明通过以下技术方案实现。

本发明一种基于图像的人脚关键部位的数据提取与测量方法，该方法包括如下四个步骤：

步骤1：图像获取

本方案通过人脚与A4纸之间的比例关系计算脚长和脚宽，并根据脚面高度与脚的长度之间的比例关系计算脚面关键部位的实际高度。因此，需要拍摄两幅图像，一幅是脚的正面照（以下简称正面照），如图1(a)正面照图像采集方式示意图所示，要求脚踩在白色A4纸上，相机从脚的正上方垂直向下拍摄；另一幅是脚的侧面照（以下简称侧面照），要求相机从脚的内侧对脚进行侧面投影，如图1(b)侧面照图像采集方式示意图。具体要求和操作如下：

①正面照的采集方法：将白色A4纸短边一侧贴墙放置；用户将脚踩在A4纸上，尽量使脚的中轴线与A4纸的中轴线对齐；足跟靠墙，使得足跟位置和A4纸边缘处对齐，脚的长度方向与A4纸的长度方向一致，且确保脚完全落在A4纸内部；摄像头在脚的正上方50厘米到70厘米之间、拍摄角与地面垂直进行成像，尽量保持A4纸在图像中不歪斜，并确保视场内完全包含A4纸区域。

②侧面照的采集方法；侧面照不需要A4纸，只需要用户站在墙壁或一个纯色挡板的前面，脚的外侧靠墙或挡板；镜头从脚的内侧向脚的外侧成像，距离侧面脚的距离30厘米到50厘米，拍摄角平行于地面，并与脚面保持同样高度；

③视场内场景要尽量简单：正面照要求视场内只包含脚、A4纸和地板；侧面照的背景应该是简单的墙壁或挡板，避免其它干扰物出现；同时要求用户穿黑色或其它深色的袜子，以保证脚、A4纸和地板有足够大的反差对比。

步骤2：检测A4纸四个角顶点坐标，对图像进行几何校正

图像在获取或显示的过程中往往会产生几何失真。几何失真包括平移、缩放、旋转和透视以及更为复杂的几何失真。任意几何失真都可由非失真坐标系(x,y)变换到失真坐标系(x',y')的方程来定义。假设f(x,y)是无失真的原始图像，g(x',y')是f(x,y)的几何失真结果，则可以得到几何校正的基本关系式，如下：