[发明专利]利用单个Kinect计算着装人体三维净体模型的方法

摘要

本发明公开了一种利用单个Kinect计算着装人体三维净体模型的方法。标定Kinect摄像头，捕捉着装人体RGB-D图像及骨架信息，提取人体深度图像后去噪；将人体分为多个刚性部位，分割得分部人体深度图像，注册融合得三维人体形状，匹配组合成完整的三维人体形状后去噪；采集三维净体样本模型构造矩阵降维，获得低维三维净体样本矩阵和映射矩阵；选取模板模型并与初始帧人体姿态对齐；将模板模型与三维人体形状利用对应点拟合，投影到低维矩阵，乘以映射矩阵获得三维净体模型；重复迭代直到得到最终三维净体模型。本发明解决了着装人体的过度拟合问题，仅需要单个Kinect设备即可快速、方便、经济地为着装人体计算出真实的个性化三维净体模型。

主权项

一种利用单个Kinect计算着装人体三维净体模型的方法，其特征在于：1)将Kinect深度摄像头与色彩摄像头利用OpenNI进行标定，着装人体以站立姿势旋转一周，捕捉其多帧RGB‑D图像及其骨架信息，RGB‑D图像包含有RGB图像和深度图像；然后将RGB‑D图像中的深度图像转换到世界坐标系下，并将人体深度图像从中提取出来，用隐式曲面拟合法将每一帧人体深度图像进行去噪处理，以获取平滑的人体深度图像；2)采用准刚性分部注册方法，把人体除头以外的部分分为多个刚性部位，然后将人体深度图像进行分割，得到着装人体各个刚性部位的分部人体深度图像；再将人体正面和背面的分部人体深度图像分别注册融合到人体深度图像的初始帧，得到人体正面和背面的三维人体形状；接着利用人体侧面的深度图像将上述人体正面和背面的三维人体形状匹配组合成完整的三维人体形状，再用隐式曲面拟合法去噪；3)采集多个三维净体样本模型作为三维净体样本模型库，构造三维净体样本模型矩阵，用主成分分析法对三维净体样本模型矩阵进行降维，获得低维三维净体样本矩阵，并得到低维三维净体样本矩阵与三维净体样本模型矩阵之间的映射矩阵；4)从三维净体样本模型库中，选取一个与着装人体体型最相近的三维净体模型作为模板模型，将模板模型与人体深度图像初始帧的人体姿态对齐；5)利用圆柱坐标分部寻找对应点，再利用拉普拉斯网格变形法将模板模型与三维人体形状进行拟合，将拟合后的模板模型利用映射矩阵降维，然后乘以映射矩阵获得三维净体模型以消除过度拟合；6)重复步骤5)依次迭代，直到相邻两次的迭代结果的平均位移标准差小于位移标准差阈值D，或迭代次数大于迭代次数阈值E次，得到符合人体形态且最接近真实人体的三维净体模型。