基于测地模型的人体骨骼提取和朝向判定方法

摘要

基于测地模型的人体骨骼提取和朝向判定方法：不同人体虽然存在差异，但就整体而言，人体各部分长度之间存在相对固定比例关系，这种长度在用测地距离度量时仍旧存在相对固定比例关系，以测地距离度量的反应人体各部分长度比例关系的模型即为本发明的测地模型。根据测地模型，通过自动提取和识别人体位于四肢和头顶末端的五个特征点，以特征点为起点，计算模型顶点测地距离，提取等测地距离曲线族的中心线，在中心线上根据测地模型中有关各关节位置的信息，确定关节点位置、提取骨骼；再根据下肢关节点与人体朝向的相关性，建立特征向量，利用支持向量机理论构造分类超平面，实现对人体朝向的判定。本发明能适应不同姿态的人体模型，计算结果准确性高，能完全自动实现关节点定位、骨骼提取和人体朝向的判定。

主权项

1.基于测地模型的人体朝向判定方法，其特征在于，构造了反映人体朝向的特征向量和用于朝向判定的分类器：(1)假设人体骨骼模型上腰关节O、右髋关节R、左髋关节L，计算则对应的方向称为人体朝向；选择方向为从髋关节到膝关节、从膝关节到踝关节、从踝关节到脚趾的骨头与人体朝向的夹角作为判定人体朝向几何特征，构造出六维度的特征向量x＝(φ₁，φ₂，φ₃，φ₄，φ₅，φ₆)；(2)将步骤(1)中所选的每块骨头与人体朝向正方向的夹角所生成的样本数据作为正样本，与人体朝向反方向的夹角所生成的样本数据作为负样本，通过支持向量机，训练得到用于人体朝向判定的分类器；具体为：将步骤(1)中得到的六个维度的特征向量代入下面的判别函数其中α_i是每个样本对应的Lagrange乘子，k(x_i，x)是核函数，b是分类的阈值，x_i为支持向量，y_i为支持向量对应的类别，N为支持向量个数；假如f(x)＝1，则所指方向为人体朝向，步骤(1)中对左右髋关节的假设成立；假如f(x)＝-1，则所指方向为人体朝向的反方向，左右髋关节与步骤(1)中假设的情况正好相反,一旦确立了人体朝向和左右髋关节，也就识别出了左右下肢，同理，由腰关节和左右肩关节构成平面的方向与人体朝向的关系，就可以判定左右上肢，实现了对人体四肢的识别。