[发明专利]基于特征光斑的脚部模型重建方法

说明书

本发明提供了一种基于特征光斑的脚部模型重建方法，其步骤包括：步骤A.建立测量系统获取脚面及脚底图像；步骤B.基于预设判断条件将脚底图像分割成足弓和足曲区域；步骤C.分类足弓和足曲图案区域内像素点，获取足曲部分像素点灰度值；步骤D.视足弓区域像素点高度为0，基于图像灰度值参数库计算足曲区域像素点高度值；步骤E.合并足弓和足曲区域高度值点云模型形成三维重建，从而精确的实现对脚底三维模型的重建，同时重建过程无需昂贵及复杂的检测设备，且不易受到环境光的影响，实现了快速索轮廓提取、索形三维重建等功能，节省了设备成本，缩短了三维重建时间，且稳定，鲁棒性较佳。

技术领域

本发明涉及三维模型重建技术，尤其涉及基于特征光斑重建脚部模型的技术。

背景技术

近年来，随着光学测量技术的普及，光学和计算机技术的非接触式足部自动测量逐渐得到应用和普及。目前现有技术在本领域具有几种技术方向，例如基于激光扫描的脚式测量技术，基于计算机视觉和图像处理技术足三维测量技术等。虽然现有技术的这些测量结果是有效和准确的。然而现有技术只注重脚背的三维重建，却忽视了脚底的模型的建立，从而使得现有技术的足形三维重建并不完整。

造成此类问题产生的原因在于，现有技术在足部重建过程中，被测者往往是站在检测平台上，因此只有脚背是暴露在检测范围内的，而唯一脚底这一部分很容易被忽视，然而这种忽视却是致命的，因为根据人体学而言，正常人体的脚底实际上是具有起伏部分拱起的，而并非平板的，因此这一特点是不能低估的，否则脚部的三维重建后的数据是失实的，如果根据此类数据定制的产品，如鞋子等适用于人体脚底的产品即会使人产生不适感。因为根据人体脚底的足弓结构特点，足弓至少分为三种类型：高弓、正弓和平弓，因此获取此类脚底三维数据有显得尤其重要了。

此外现有基于现有技术的激光三维重建测量系统有两个缺点：其一图像传感器为避免干扰通常成本极高；其二扫描时间较长。而Joewono Widjaja先生提出的利用非结构化照明重建脚底表面的方案，即利用液晶显示器（LCD）投射到脚底表面的正弦光栅图案。光栅变形后的相位信息可以得出脚底高度。此方法的装置结构复杂。同时，基于结构照明的重建容易受到环境光的影响。因此综上所述目前亟待一种技术来解决上述现有技术的缺陷。

发明内容

本发明的提供的一种基于特征光斑的脚部模型重建方法，运用图像处理技术，能够精确的实现对脚底三维模型的重建。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于特征光斑的脚部模型重建方法，其步骤包括：

步骤A.建立测量系统获取脚面及脚底图像；

步骤B.基于预设判断条件将脚底图像分割成足弓和足曲区域；

步骤C.区分足弓和足曲图案区域内像素点，获取足曲部分像素点灰度值；

步骤D.视足弓区域像素点高度为0，基于图像灰度值参数库计算足曲区域像素点高度值；

步骤E.合并足弓和足曲区域高度值点云模型形成三维重建。

优选地，所述步骤B还包括：轮廓修正，即根据脚面图像校准修正脚底图像的轮廓。

优选地，步骤B中所述预设判断条件包括：根据灰度、颜色、纹理、形状中的一种或多种特征提取脚底图像中足弓和足曲区域。

优选地，所述步骤B中所述预设判断条件包括：提取脚底图像足弓和足曲区域像素的特征颜色作为参考，对整个图像进行颜色滤波处理，使足弓和足曲区域与背景分离，后对图像进行阈值分割。

优选地，所述图像灰度值参数库包括：建立足曲区域高度变化和灰度值的对应数据模型，以供释出对应区域像素点的高度值。

本发明另一方面还提供了一种基于特征光斑的脚部模型重建方法，其步骤包括：

步骤A.建立测量系统获取脚面及脚底图像；