[发明专利]一种基于深度图的手部跟踪方法

权利要求书

1.一种基于深度图的手部跟踪的方法，其特征在于，所述方法包括步骤：

步骤S11：对深度图像进行逐行扫描，记录每行中深度值连续的行线段，并标记出符合预设条件的行线段；

步骤S12：对行扫描后的标记图像进行逐列扫描，将符合预设条件的相邻两条标记点形成的列线段进行标记和连接；

步骤S13：对行扫描和列扫描后的标记图像中的团块进行轮廓提取，将每个团块的最高点作为种子点进行局部邻近填充，取填充所有点的重心作为相应团块的当前深度图像帧的空间坐标；

步骤S14：根据空间最临近原则，对相邻两帧的团块进行匹配，得到团块的轨迹；

所述预设条件的判断包括步骤：

步骤S21：判断行线段最左侧像素的深度值是否小于其左临像素的深度值，判断行线段最右侧像素的深度值是否小于其右临像素的深度值；若是，进入步骤S22，否则判断所述行线段不符合预设条件；

步骤S22：计算所述行线段所有像素的深度平均值，获取深度传感器在标定所述深度平均值下的标定行线段长度；

步骤S23：判断所述标定行线段长度与手部经验长度的差值是否小于二分之一的手部经验长度，若是则判断所述行线段符合预设条件，否则判断所述行线段不符合预设条件；

所述手部经验长度为100毫米；

第一列线段和其相邻的第二列线段需要连接的判断条件如下：

步骤S31：定义第一列线段的尾像素的下一个像素的深度值为pDown，定义第二列线段的头像素的上一个像素的深度值为pUp；

步骤S32：判断pDown和pUp是否至少一个处于有效范围内，若pDown和pUp至少一个处于有效范围则进入步骤S33，否则判断第一列线段和其相邻的第二列线段不需要连接；

步骤S33：判断pDown和pUp深度差是否小于预定深度阈值，若是则进入步骤S34，否则判断第一列线段和其相邻的第二列线段不需要连接；

步骤S34：判断第一列线段和第二列线段之间的像素长度是否小于预设像素长度，若是则进入步骤S35，否则判断第一列线段和其相邻的第二列线段不需要连接；

步骤S35：判断第一列线段和第二列线段的长度是否同时分别大于预定最小长度值，若是则判断第一列线段和其相邻的第二列线段需要连接，否则判断第一列线段和其相邻的第二列线段不需要连接；

所述步骤S14具体包括以下步骤：

步骤S41：设定上一帧中所有团块为跟踪团块，记为m个跟踪团块；设定当前帧中所有团块为检测团块，记为n个检测团块；将m个跟踪团块和n个检测团块的配对状态都设为false；

步骤S42：从检测团块遍历选取一个团块与所述每个跟踪团块计算距离，组成m*n个(i,j,d)数据组；

步骤S43：对m*n个(i,j,d)数据组按照距离从小到大进行排序；对排序后的m*n个(i,j,d)数据组进行判断；

所述判断的条件为步骤S44：判断第i个检测团块及第j个跟踪团块的配对状态是否都为false；判断相邻两团块距离d 是否小于预设团块阈值；若同时满足上述条件，则进入步骤S45，否则返回步骤S42，继续遍历检测；

步骤S45：将第i个检测团块及第j个跟踪团块的配对状态都标记为true，并用第i个团块的位置代替第j个跟踪团的位置。

2.根据权利要求1所述的一种基于深度图的手部跟踪的方法，其特征在于，所述深度值连续的条件为两个相邻像素的深度值之差小于等于100毫米。

3.根据权利要求1所述的一种基于深度图的手部跟踪的方法，其特征在于，在逐列扫描时，遇到标记像素开始记录，遇到非标记像素停止记录，形成列线段。

4.根据权利要求1所述的一种基于深度图的手部跟踪的方法，其特征在于，所述步骤S33中的预定深度阈值为55毫米。

5.根据权利要求1所述的一种基于深度图的手部跟踪的方法，其特征在于，当pDown和pUp都处于有效范围内时，所述步骤S34中的预设像素长度为2；当pDown和pUp只有一个处于有效范围内时，所述步骤S34中的预设像素长度为20。

6.根据权利要求1所述的一种基于深度图的手部跟踪的方法，其特征在于，所述填充的条件包括：待填充像素点为已标记点；待填充像素点距离种子点的欧式距离小于预设填充距离。