[发明专利]基于椭圆匹配的人体朝向角度实时检测方法

权利要求书

1.一种基于椭圆匹配的人体朝向角度实时检测方法，其特征在于，首先通过从参考图像中得到参考前景区域的非对称椭圆模型的参数，然后在任意朝向角度下采集得到肩膀横截面点集，并基于非对称椭圆模型生成非对称椭圆模型点集，最后通过匹配相邻两帧之间的肩膀横截面点集和不对称椭圆模型点集，得到人体朝向角度；

所述方法具体步骤如下：

步骤一，通过深度摄像头采集人体纯正面，即没有朝向角度、双臂垂直放于人体两侧时的景深帧作为参考图像，并从中提取得到参考点集数据和参考前景区域，即人体外轮廓，计算得到非对称椭圆模型的参数；

步骤二，通过深度摄像头采集任意朝向角度的景深帧，并从中提取得到景深帧和人体前景区域及其中的肩部坐标、两个肩部坐标构成的线段上的景深点，即肩膀横截面点集，计算肩膀横截面点集的中心点，并将该中心点作为坐标系的新原点；

步骤三，根据步骤一得到的非对称椭圆模型的参数，采集非对称椭圆模型点集并与肩膀横截面点集进行基于参考图像原点和步骤二得到新原点的匹配，根据匹配结果得到人体朝向角度。

2.根据权利要求1所述的基于椭圆匹配的人体朝向角度实时检测方法，其特征是，所述的非对称椭圆是指：以x轴为对称轴，该椭圆的两侧短半轴不相同。

3.根据权利要求1所述的基于椭圆匹配的人体朝向角度实时检测方法，其特征是，所述的步骤一具体包括：

1.1统计参考前景区域内每列像素点的个数，并找到每列像素点个数最大值l，即得参考前景区域的高度；

1.2从参考前景区域的任意一侧向中间查看每列像素点的个数，当该列个数大于阈值时，设定该列为一侧肩膀边缘点x坐标x1；采用相同方法从另一侧进行阈值筛选，得到了另一侧肩膀边缘点x坐标x2；在x＝x1和x＝x2列中各选择一个人体前景参考点，并使用KinectSDK的函数转换到三维空间中得到该两个人体前景参考点的坐标(xp1，yp1，zp1)和(xp2，yp2，zp2)，计算得到参考肩膀宽度w＝|xp1-xp2|；

1.3在两个肩部坐标(x1,λl)和(x2,λl)之间的线段上寻找景深最大值depmax和最小值depmin，得到非对称椭圆模型的参数，即：长半轴前短半轴b1＝1.2×|depmax-depmin|和后短半轴b2＝1.5×|depmax-depmin|，其中：l为1.1中的参考前景区域的高度，λl为肩膀高度位置，λ是[0,1]之间的比例系数。

4.根据权利要求3所述的基于椭圆匹配的人体朝向角度实时检测方法，其特征是，所述的比例系数取0.75。