本文關(guān)鍵詞：非接觸式人體三維測(cè)量系統(tǒng)的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《天津工業(yè)大學(xué)》 2004年

非接觸式人體測(cè)量系統(tǒng)的研究

趙靜秒  

【摘要】： 非接觸式三維人體自動(dòng)測(cè)量是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的應(yīng)用于服裝領(lǐng)域的一項(xiàng)高新技術(shù)，，針對(duì)國(guó)內(nèi)外非接觸式測(cè)量裝置普遍存在的價(jià)格昂貴、安裝復(fù)雜、占用空間大及需要暗室操作等問(wèn)題，我們于2001年著手研制開(kāi)發(fā)了以自然光源為基礎(chǔ)的，單機(jī)拍攝法非接觸式“準(zhǔn)三維”人體測(cè)量系統(tǒng)，它以人體圖像作為尺寸測(cè)量信息的載體，從中提取有用的人體2D信息，再通過(guò)2D-3D的轉(zhuǎn)換得到人體真實(shí)尺寸。 本課題主要研究?jī)?nèi)容涉及數(shù)字圖像邊緣檢測(cè)、人體關(guān)鍵測(cè)量部位的點(diǎn)線特征判別、測(cè)量信息的轉(zhuǎn)換，并初步實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)。 首先，提出利用基于閾值的數(shù)字圖像邊緣分割原理來(lái)進(jìn)行人體區(qū)域的邊緣檢測(cè)；通過(guò)分析人體數(shù)字圖像的灰度直方圖，利用最大方差閾值法找到數(shù)字圖像中人體和背景的最佳分割閾值；構(gòu)建了邊緣識(shí)別閾值據(jù)數(shù)字圖像曝光量的自動(dòng)調(diào)整函數(shù)，一定程度上排除了拍攝時(shí)內(nèi)外部因素對(duì)人體數(shù)字圖像造成的干擾。 其次，通過(guò)對(duì)人體數(shù)字圖像的點(diǎn)、線特征分析，總結(jié)出針對(duì)人體不同部位的五種測(cè)量方法：曲線凸凹點(diǎn)識(shí)別法、極值識(shí)別法、建模識(shí)別法、曲線擬合逼近法及曲線長(zhǎng)度的近似算法。 第三，系統(tǒng)通過(guò)標(biāo)定確定了放大率，坐標(biāo)偏移等初始參數(shù)，反推出任意拍攝條件下的精確物距，通過(guò)對(duì)人體各個(gè)關(guān)鍵部位進(jìn)行點(diǎn)線特征分析，構(gòu)建胸圍和臀圍的拍攝層深計(jì)算公式及頭圍、頸根圍和橫檔的2D-3D轉(zhuǎn)換數(shù)學(xué)模型，進(jìn)一步完善了二維圖像信息經(jīng)過(guò)畸變校正和透視投影轉(zhuǎn)換得到三維人體真實(shí)尺度的技術(shù)路線。 整個(gè)系統(tǒng)采用面向?qū)ο蟮腣B6.0編寫(xiě)，以青年女性為測(cè)量對(duì)象，可最終精確獲得人體正、側(cè)面數(shù)字圖像上線性和非線性共40個(gè)測(cè)量項(xiàng)目。測(cè)量結(jié)果可以作為數(shù)據(jù)資源入庫(kù)，可打印成報(bào)表輸出，并可進(jìn)行體形評(píng)價(jià)。已初步形成了一套在非接觸情況下操作簡(jiǎn)便、成本低、占地少、測(cè)量快捷、精度滿足服裝人體測(cè)量要求的非接觸式準(zhǔn)三維人體測(cè)量系統(tǒng)，具有一定的應(yīng)用價(jià)值和發(fā)展前景。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：天津工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2004
【分類號(hào)】：TS941
【目錄】：

第一章 緒論10-14

1.1 非接觸式人體測(cè)量的發(fā)展現(xiàn)狀10-12

1.2 本測(cè)量系統(tǒng)的特點(diǎn)12-14

1.2.1 系統(tǒng)軟件特點(diǎn)12-13

1.2.2 系統(tǒng)硬件特點(diǎn)13-14

第二章 人體測(cè)量的技術(shù)要求14-23

2.1 人體體型特征14-16

2.1.1 骨骼及關(guān)節(jié)特征14-15

2.1.2 肌肉及脂肪特征15

2.1.3 人體比例特征15-16

2.2 人體測(cè)量部位的確定16-23

2.2.1 人體測(cè)量的依據(jù)16-17

2.2.2.1 基準(zhǔn)點(diǎn)16-17

2.2.2.2 基準(zhǔn)線17

2.2.2 手工接觸式測(cè)量部位的確定17-20

2.2.3 本系統(tǒng)測(cè)量部位的確定20-23

第三章 人體數(shù)字圖像中測(cè)量部位的識(shí)別與測(cè)量23-51

3.1 數(shù)字圖像邊緣檢測(cè)23-33

3.1.1 基于算子的邊緣檢測(cè)方法23-28

3.1.1.1 梯度計(jì)算法24

3.1.1.2 拉普拉斯邊緣檢測(cè)24

3.1.1.3 根據(jù)最佳適配的邊緣檢測(cè)24-27

3.1.1.4 邊緣檢測(cè)器性能評(píng)價(jià)27-28

3.1.2 基于閾值的人體圖像分割28-33

3.1.2.1 拍攝實(shí)驗(yàn)29-30

3.1.2.2 最佳分割閾值的確定30

3.1.2.3 自動(dòng)調(diào)整函數(shù)的確定30-31

3.1.3.4 閾值分割性能檢驗(yàn)31-33

3.2 數(shù)字圖像測(cè)量方法確定33-39

3.2.1 曲線凸凹點(diǎn)識(shí)別法34

3.2.2 極值識(shí)別法34-35

3.2.3 建模識(shí)別法35-36

3.2.4 曲線擬合逼近法36-38

3.2.5 曲線長(zhǎng)度的近似算法38-39

3.3 系統(tǒng)標(biāo)定39-44

3.3.1 標(biāo)定中心的轉(zhuǎn)化39-40

3.3.2 放大率K_0的確定40-41

3.3.3 物距H的確定41-42

3.3.4 層深Z的確定42-44

3.4 人體真實(shí)尺寸的獲得44-49

3.4.1 圍度2D-3D數(shù)學(xué)模型的建立44-48

3.4.1.1 頭圍和橫檔圍的計(jì)算44-45

3.4.1.2 頸根圍的計(jì)算45-46

3.4.1.3 胸、腰、臀圍的計(jì)算46-48

3.4.2 高度相關(guān)尺寸的計(jì)算48-49

3.4.3 人體各部位角度的計(jì)算49

3.5 人體測(cè)量總流程49-51

第四章 系統(tǒng)驗(yàn)證及誤差分析51-63

4.1 系統(tǒng)驗(yàn)證51-61

4.1.1 總體高、身長(zhǎng)測(cè)量結(jié)果驗(yàn)證51-52

4.1.2 全肩寬、臂長(zhǎng)測(cè)量結(jié)果驗(yàn)證52-53

4.1.3 胸圍相關(guān)尺寸測(cè)量結(jié)果驗(yàn)證53-55

4.1.4 腰圍相關(guān)尺寸測(cè)量結(jié)果驗(yàn)證55-56

4.1.5 臀圍相關(guān)尺寸測(cè)量結(jié)果驗(yàn)證56-58

4.1.6 頭圍、橫檔測(cè)量結(jié)果驗(yàn)證58-59

4.1.7 頸根圍測(cè)量結(jié)果驗(yàn)證59-61

4.1.8 背長(zhǎng)、腰長(zhǎng)測(cè)量結(jié)果驗(yàn)證61

4.2 總體誤差分析61-63

第五章 系統(tǒng)功能介紹63-72

5.1 取景和拍攝63-64

5.2 標(biāo)定64

5.3 標(biāo)準(zhǔn)化64-65

5.4 自動(dòng)測(cè)量65-67

5.5 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)67

5.6 報(bào)表輸出67-70

5.6.1 體型評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)68-70

5.6.1.1 號(hào)型的劃分68-69

5.6.1.2 肩部特征的判斷69-70

5.6.1.3 胸部特征的判斷70

5.6.1.4 臀部特征的判斷70

5.6.1.5 背部特征的判斷70

5.7 其它70-72

第六章 結(jié)論72-73

致謝73-74

附錄74-78

參考文獻(xiàn)78-79

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