[发明专利]一种基于计算机视觉的个性化脚部建模与鞋垫定制方法

权利要求书

1.一种基于计算机视觉的个性化脚部建模与鞋垫定制方法，其特征在 于，包括以下步骤：

(1)获取被测者的脚部视频数据；

(2)对脚部视频数据中相邻的两帧图像进行特征点提取，并用利用光 流法对相邻视频帧之间的特征点进行跟踪匹配，采用零均值归一化互相关 系数ZNCC验证剔除其中不可靠的跟踪结果，并根据跟踪匹配的结果构造特 征点的轨迹；

(3)对脚部视频数据中的关键帧进行选取；

(4)根据步骤(2)得到的特征点轨迹，并利用SFM方法对视频关键 帧队列中的特征点轨迹进行三维重建，以生成脚部网格模型。

(5)在脚部网格模型中，根据步骤(3.3)中的人工标注的标记物的 两端点，找到两个对应的重建的三维点，计算其欧氏距离，进而得到重建 的比例因子，测算出脚长，将脚部网格模型向脚底平面方向进行投影，以 得到鞋垫轮廓图；

(6)使用步骤(5)得到的鞋垫轮廓图对准脚部模型，对准的轮廓图 沿使用步骤(5)得到的脚底平面π的法线方向拉伸并接触到脚底曲面，从 而得到拟合脚底曲面的鞋垫轮廓体，对鞋垫轮廓体进行裁剪，以得到定制 鞋垫。

2.根据权利要求1所述的基于计算机视觉的个性化脚部建模与鞋垫定 制方法，其特征在于，步骤(2)包括以下子步骤：

(2.1)剔除脚部视频数据中最开始的a帧，并把接下来的一帧当做视 频的第一帧，其中a的取值范围是10到50；

(2.2)在视频的第一帧上进行角点检测，并采用光流法跟踪检测得到 的角点，以得到该角点在下一帧上位置的预测值，并采用ZNCC来剔除掉不 可靠的跟踪结果；

(2.3)在图像空白区域重新进行角点检测，重新检测得到的新角点用 于下一步的光流法跟踪；

(2.4)对脚部视频数据中剩余的所有视频帧执行上述步骤(2.2)和 (2.3)，从而根据光流法跟踪的结果得到特征点之间的匹配关系，并根据 跟踪匹配关系构造特征点的轨迹。

3.根据权利要求2所述的基于计算机视觉的个性化脚部建模与鞋垫定 制方法，其特征在于，步骤(3)包括以下子步骤：

(3.1)构建一个空视频关键帧队列；

(3.2)按照脚部视频数据帧率的20-70％对脚部视频数据进行间隔采样；

(3.3)对脚部视频数据的关键帧挑选完毕后，在出现步骤(1)所描 述的标记物的关键帧中，人工标注标记物的两端点。

4.根据权利要求3所述的基于计算机视觉的个性化脚部建模与鞋垫定 制方法，其特征在于，步骤(4)包括以下子步骤：

(4.1)根据步骤(2)得到的特征点的轨迹，利用SFM方法获得视频 关键帧队列的相机参数和对应的稀疏三维点云；

(4.2)利用基于块状的多视角立体视觉算法PMVS将稀疏三维点云作 为扩展种子点在三维空间中进行扩展，以得到稠密三维点云；

(4.3)对稠密三维点云进行泊松表面重建，以得到脚部网格模型。