基于图像测量对象的线性尺寸的方法

技术领域

本发明涉及非接触式确定对象的线性尺寸的方法，并且能够当在线虚拟地选择和订购服装时以及在制造服装期间用于确定人体部位的拟人尺寸。

背景技术

JP2017101356(IPC：A41H1/02,2017年6月8日公布)被认为是最接近的现有技术，其公开了一种测量大小的方法，该方法包括拍摄一组用户的图像，其包括用户的侧视图以及前视图和后视图中的至少一个。实际尺寸是基于放置的参考对象的尺寸确定的，使得所述尺寸可从该组图像中读取，并用作所述图像中的尺寸的参考。通过这样做，能够从简单拍摄的图像中测量用户身体的每个部位，这大大减少了用户在制作衣服时花费的时间。此外，测量不需要特殊的知识或技能以及特殊或昂贵的工具。然而，已知方法的缺点是，该方法涉及人为检测(human-to-detect)图像上的测量点，测量点可能相于彼此处于不同的平面上，这会由于人工处理图像时引入的误差而导致降低少测量的准确性。此外，该测量需要第二人或特殊装备来拍摄图像。

发明内容

要求保护的方法所实现的技术效果包括：增加了线性尺寸的非接触式确定的准确性；通过使用计算机视觉算法和神经网络技术来分析图像，在确定对象尺寸的过程中无需人为参与，增加了获得测量结果的速度，从而消除了可能由于人的疏忽而引起的误差的发生。

通过拍摄测量的对象连同与参考对象的图像来实现技术效果；通过移动装置分别从不同角度(例如，从上方和从侧部)拍摄图像，来确定对象的宽度和长度；图像以电子方式传输到计算算法的服务器；然后，计算机视觉算法和人工神经网络基于每个图像依次检测所测量的对象和参考对象的轮廓，所述检测包括找到参考对象的轮廓的极端点的坐标，并执行投影变换以考虑画面(frame，边框)的透视失真来确定所测量的对象的实际尺寸。

投影变换是指考虑到距离越远的对象具有越小的表观尺寸，将画面中对象的表观尺寸转换为其实际尺寸的方案(formula，方法、公式)。投影变换消除了对象大小可视化中的失真，这种失真会在相机相对于对象以任意角度定位时发生。

要求保护的方法被如下依次执行。使用安装有软件的移动电话，拍摄图像，使得所测量的对象和参考对象落入画面中；分别从不同的角度(例如，从上面和从侧部)拍摄图像，以确定对象的宽度和长度。产生的图像被传输到服务器，图像在服务器中被依次处理。由计算机视觉方法使用人工神经网络处理图像；该处理包括：检测参考对象的像素模版和轮廓；用多边形来逼近轮廓；确定角点，然后检测所测量的对象的像素模版和轮廓；确定已知大小和形状的参考对象的轮廓的极端点，然后，使用投影变换，考虑相机在拍摄时的任意位置引起的透视失真，来确定所测量的对象的物理尺寸。作为该方法的结果，确定一个原始图像的所测量的对象的一个尺寸(长度或宽度)。测量结果显示在用于拍摄图像的用户移动电话上。

有关已知大小和形状的参考对象的信息包含在参考对象大小的数据库中，该数据库由算法自动访问，因此不需要操作员参与。

以下特征是本发明和最接近的现有技术所共有的：测量对象的线性尺寸的步骤包括：从不同角度拍摄所测量的对象的一个图像或一组图像，同时将具有已知尺寸的参考对象放置在画面中，使得可从图像中读取尺寸；由计算算法处理图像，并计算所测量的对象的实际大小。

以下特征将本发明与最接近的现有技术区分开：

(1)在现有技术方法中，拍摄附有参考对象的人的图像，使得能够从所述图像中确定参考对象在竖直方向和水平方向上的尺寸。此外，如果使用国家标准卡作为参考对象，则将该国家标准卡放置为使得其中一个侧部面向水平方向，另一侧部面向竖直方向。然后，测量图像比例(image scale，像标)的方法包括计算参考对象侧部的实际大小与图像中其侧部的表观大小之比。由于角度和透视使图像中获得的大小失真，因此这种确定尺寸的方法对拍摄的角度和参考对象在画面中的位置造成了限制。因此，为了准确地计算人体的尺寸，参考对象必须定位在与相机的视轴线严格垂直的平面中。

与现有技术相比，本方法涉及检测参考对象的轮廓和特性点(如，角)。然后，考虑参考对象(有关该参考对象的信息存储在服务器上的参考对象数据库中)的已知形状(矩形、圆形等)，执行投影变换以补偿由于画面透视引起的失真。这转而允许使用与参考对象和所测量的对象成任意角度定位的相机来拍摄图像。

(2)在现有技术方法中，计算测量点(例如，肩部顶点等)之间的距离，以测量制造服装所必需的人体尺寸。图像中的测量点能够由人来定位。处理图像的该步骤花费大量时间，并且由于人的直接参与，会在确定测量点的位置中引起误差，以及在计算人体部位是尺寸时引起的进一步外表和累积的误差。

与现有技术相比，本方法通过执行以下步骤而提供了对感兴趣的对象(例如，人体的任何部位)的尺寸的完全计算机化测量，所述步骤为：

a)通过分析图像中的所有轮廓并选择画面中最大的轮廓，对人体部位的轮廓进行计算机化检测；

b)通过由人工神经网络处理所检测的轮廓，来对人体部位的精确像素模版进行计算机化检测；

c)通过分析所检测的人体部位的精确像素模版，来对轮廓进行计算机化细化；

d)对人体部位的轮廓上的测量点进行计算机化检测；

e)考虑由相机位置与所测量的对象成任意角度所造成的画面中的透视失真，对人体部位的实际尺寸进行计算机化计算。

因此，本方法将确定人体部位尺寸中的人为参与减少为拍摄图像的步骤，而后续图像分析和计算的步骤由计算机视觉算法使用人工神经网络自动进行，这增加了确定所测量的对象的实际尺寸的准确性，减少了图像处理时间，消除了因人为因素的存在而引起的误差。

从所测量的对象和参考对象的联合图像中测量待测量的对象的线性尺寸的方法包括：

1.创建场景以拍摄适合于进一步计算的图像。

2.将拍摄的图像以电子方式传输到计算算法。

3.执行计算算法，用于确定所测量的对象的实际尺寸：

3.1.检测图像中的参考对象的区域。

3.1.1.处理图像以提高对比度并减少噪点。

3.1.2.检测图像中的对比对象的轮廓。

3.1.3.基于参考对象的的几何特征(形状、大小)来检测其轮廓。

3.1.4.计算参考对象轮廓的限制区域的坐标并扩展该区域。

3.2.确定图像中的参考对象的表观尺寸。

3.2.1.检测并识别所检测的矩形区域内的参考对象，并使用U2-Net类型的网络检测其像素模版。

3.2.2.检测参考对象的所检测的像素模版的轮廓。

3.2.3.用合适的几何图形来逼近参考对象的像素模版的轮廓，该几何图形限制了参考对象的各自类型的形状(如，矩形、椭圆)。

3.2.4.检测限制参考对象的表观大小的轮廓上的特性点。

3.3.在图像中检测待测量的对象。

3.3.1.通过用均匀的颜色填充图像的区域来从图像中去除参考对象。

3.3.2.检测图像中的所测量的对象并使用U2-Net类型的网络检测其像素模版。

4.检测所测量的对象的模版的轮廓上的极端点，极端点之间的距离允许从给定的角度确定所测量的对象的大小。

5.使用参考对象参数和投影变换库，基于参考对象的已知物理的和计算的表观尺寸，在考虑透视的情况下，计算场景的几何参数。

6.基于所计算的场景的几何参数和所确定的测量对象的表观尺寸，计算所测量的对象的物理尺寸。

7.作为算法的结果，获得一个原始图像的所测量的对象的一个尺寸(长度或宽度)。

附图说明

通过附图和示例性实施例示出本发明。

图1是将参考对象1(以A4纸为示例)放置在画面(原始图像)中和待测量的对象2(以人脚为示例)的示例的俯视图。

图2是带有参考对象1和所测量的对象2的示例性原始图像的侧视图。

具体实施方式

本方法的示例性实施例。使用带有相机的移动电话，从上方(图1)和侧部(图2)先后拍摄了脚背的多张图像。同时，将参考对象1(诸如大小为29.7×21.0cm的A4纸张)放置在画面中所测量的对象2(脚)附近。根据本方法，使用计算机视觉算法和人工神经网络对拍摄的图像进行连续的计算机处理。所述处理包括：自动检测纸张的模版和轮廓；用检测到其角点的矩形来逼近轮廓。同样检测脚的模版和轮廓，并使用计算机视觉算法检测轮廓的极端点(俯视图和侧视图)。然后，从图像平面对纸张和脚的极端点执行投影变换，测量投影点之间的距离，并测量人脚的实际物理尺寸：长度和宽度(分别为27.2cm和10.0cm)。

产生的脚的长度和宽度能够转换为标准鞋大小，极大地方便了鞋类的选择。