[发明专利]基于人体重建的身体参数测量方法、系统、设备、芯片及介质

说明书

基于人体重建的身体参数测量方法、系统、设备、芯片及介质，包括：围绕人体采集不同视角的彩色图像；提取图像特征，得到人体模型；将人体模型进行非刚体变形，与模板模型一致；提取变形后的模板模型的顶点坐标，计算获得身体参数。本发明通过人体模板模型拟合人体模型然后进行身体腰围等各项体围参数测量的方法，可测量全身多个部位的长度、周长信息，测量速度快，精度高。

技术领域

本发明涉及计算机视觉和计算机图形学领域，具体地说是一种基于人体重建的身体参数测量方法、系统、设备、芯片及介质。

背景技术

身体参数测量作为服装定制行业的首要环节，其测量精度和测量操作的便捷性是重中之重。而人体作为变形量极大的非刚性体，会增加测量的难度。传统的测量方法主要是使用软皮尺手工测量，测量的精度极易受到测量者主观因素的影响(如难以准确找到测量部位，难以控制皮尺的松紧程度等)，且测量方式非常麻烦，需要经验丰富的测量人员找准被测者身体的测量部位，然后逐个位置使用软皮尺进行测量；此外，人工使用皮尺测量，不可避免的会出现测量者与被测量者肢体密切接触的情况，这会产生一些不适。实现快速又精确的非接触式身体参数测量，还能够用于医疗健康管理等领域，具有巨大的商业价值。CN201910631825.6号专利申请公开了一种多深度相机人体参数测量方法及装置，包括：采集当前对象深度图像；将深度图像融合为规则点云；拟合参数化人体模板，求解参数化人体模板的形态参数和姿态参数，使得基于上述参数变形的SMPL人体模板与所获得点云尽可能拟合；通过标准参数化人体模板定义的人体参数获取方式获取当前对象的人体参数。该方法在三维人体模型重建阶段，使用16个深度相机获取点云进行数据融合重建的方式，硬件成本高，设置复杂，应用不具有广泛性；身体参数测量阶段：使用直接提取SMPL模板模型上组成腰围等体围处的网格顶点，然后逐个计算相邻点之间的欧氏距离，求和作为腰围的方法，会在拓扑结构复杂的胸围等处带来很大的误差。原因在于，其直接提取的网格顶点不在同一个平面上，从而组成胸围的曲线并不在同一个平面上，而正常测量体围应当是在同一个平面测量，这就会使得测量的皮尺上下弯曲的围一圈，导致测量结果远大于实际结果。

发明内容

本发明为解决现有的问题，旨在提供一种基于人体重建的身体参数测量方法、系统、设备、芯片及介质。

为了达到上述目的，本发明的技术方案提供一种基于人体重建的身体参数测量方法，包括：

步骤一，相机围绕人体采集若干不同视角的彩色图像；

步骤二，通过相机的位置、姿态和内、外参矩阵提取图像特征，预测其深度信息并融合得到人体模型；

步骤三，将人体模型进行非刚体变形，使其与模板模型一致；

步骤四，提取变形后的模板模型的顶点坐标，计算获得身体参数。

进一步地，步骤一中，相机环绕人体且每隔120°拍摄一张图像。

进一步地，步骤一中，实时去除彩色图像中人像的背景，拍摄同时输出相机的内部参数和外部参数矩阵，并输入身高信息。

进一步地，采用卷积神经网络进行语义分割，即执行目标检测算法提取人所在的位置，然后再进行显著性检测，得到去除背景的人体图像。

进一步地，步骤二中，所述相机通过基于单目视觉与惯性传感器的同步定位建图方式从彩色图像中实时提取图像特征，用于估算自身位置和姿态。

进一步地，步骤二中，通过若干视角的彩色图像、相机内参矩阵和相机位姿矩阵，以及训练集中对应的高精度人体三维模型，训练神经网络模型，使得算法模型能够从任意多视角人体彩色图像中回归出三维人体模型。

进一步地，步骤三中，将模板模型、人体模型的质心重合，在提取对应点后进行最近邻点迭代优化，实现粗对齐。