專利名稱：一種基于圖形分析的肘部定位方法
技術領域：
本發(fā)明涉及計算機圖像處理技術領域，特別是涉及一種基于圖形分析的肘部定位方法。
背景技術：
在涉及到人體上肢運動分析的應用中，準確定位肘關節(jié)位置是確定上肢姿態(tài)的關鍵因素。目前常用的基于圖像分析的肘部定位方法要對連續(xù)圖片進行一系列處理，通常包括上肢運動檢測、骨架提取、剪枝、平滑擬合、曲率計算，最后由曲率最大點結合人體上肢的幾何結構來確定肘關節(jié)位置。但是上述方法對于骨架的局部突變非常敏感，實際應用中，由于上肢服飾的運動以及局部光影變化，再加上手部本身形態(tài)的復雜性，導致在肘部定位時極易出現(xiàn)系統(tǒng)性誤差。

發(fā)明內容
為了解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠克服系統(tǒng)誤差的產生以及降低對局部突變的敏感性的基于圖形分析的肘部定位方法。為了達到上述目的，本發(fā)明提供的基于圖形分析的肘部定位方法包括按順序進行的下列步驟1)提取上肢運動檢測結果的Sl階段對視頻流或連續(xù)圖片進行上肢運動檢測得到相關數(shù)據(jù)結果，從而完成初始數(shù)據(jù)準備，然后進入下一步S2階段；2)進行骨架提取的S2階段針對上述結果進行骨架提取，從而得到骨架形式的圖形數(shù)據(jù)，完成骨架提取后進入下一步S3階段；3)對骨架進行剪枝的S3階段對骨架進行剪枝以得到單一主干，然后進入下一步 S4階段；4)對主干進行旋轉擬合的S4階段使用帶旋轉的拋物線擬合的方法對所述的主干進行擬合從而得到擬合曲線，然后進入下一步S5階段；5)確定肘關節(jié)位置的S5階段依據(jù)肘關節(jié)的相應特征，在擬合曲線上利用曲率確定肘關節(jié)的位置，至此整個過程結束。在S2階段中，所述的進行骨架提取的具體做法是在matlab中利用bwmorph函數(shù)
來完成。在S5階段中，所述的確定肘關節(jié)位置的具體方法是通常在上肢運動過程中，肘關節(jié)是上肢彎曲的拐點，在擬合骨架曲線上就表現(xiàn)為曲率最大的點，所以這里通過求擬合曲線上曲率的最大值來確定肘關節(jié)的位置。對于曲率其計算公式為
權利要求
1.一種基于圖形分析的肘部定位方法，其特征在于所述的基于圖形分析的肘部定位方法包括按順序進行的下列步驟1)提取上肢運動檢測結果的Si階段對視頻流或連續(xù)圖片進行上肢運動檢測得到相關數(shù)據(jù)結果，從而完成初始數(shù)據(jù)準備，然后進入下一步S2階段；2)進行骨架提取的S2階段針對上述結果進行骨架提取，從而得到骨架形式的圖形數(shù)據(jù)，完成骨架提取后進入下一步S3階段；3)對骨架進行剪枝的S3階段對骨架進行剪枝以得到單一主干，然后進入下一步S4 階段；4)對主干進行旋轉擬合的S4階段使用帶旋轉的拋物線擬合的方法對所述的主干進行擬合，從而得到擬合曲線，然后進入下一步S5階段；5)確定肘關節(jié)位置的S5階段依據(jù)肘關節(jié)的相應特征，在擬合曲線上利用曲率確定肘關節(jié)的位置，至此整個過程結束。
2.根據(jù)權利要求1所述的基于圖形分析的肘部定位方法，其特征在于在S2階段中， 所述的進行骨架提取的具體做法是在matlab中利用bwmorph函數(shù)來完成。
3.根據(jù)權利要求1所述的基于圖形分析的肘部定位方法，其特征在于在S5階段中， 所述的確定肘關節(jié)位置的具體方法是通過求擬合曲線上曲率的最大值來確定肘關節(jié)的位置，對于曲率其計算公式為 曲率K的最大值在擬合曲線上對應的位置即為肘關節(jié)的位置。
4.根據(jù)權利要求1所述的基于圖形分析的肘部定位方法，其特征在于所述的S4階段對主干進行旋轉擬合的方法包括按順序進行的下列步驟1)旋轉坐標系的S41階段對坐標系旋轉就是保持曲線不動，將參考坐標系旋轉一定的角度，形成旋轉后的新坐標系，然后進入下一步S42階段；2)對主干進行拋物線擬合的S42階段使用拋物線對骨架主干進行擬合，擬合完成后， 進入下一步S43階段；3)計算擬合品質因數(shù)的S43階段利用得到的擬合曲線，計算本次擬合的擬合品質因數(shù)，然后進入下一步S44階段；4)判斷是否已旋轉90度的S44階段本階段判斷所旋轉的角度是否達到90度，如果判斷結果為“是”，則進入下一步S45階段，否則回到S41入口處，重新進入S41階段；5)尋找最佳擬合結果的S45階段通過比較擬合品質因數(shù)中的擬合標準差，找出擬合標準差最小時的擬合，該次擬合即為最佳擬合結果，本過程到此結束。
全文摘要
一種基于圖形分析的肘部定位方法。其包括下列步驟1)提取上肢運動檢測結果的S1階段對視頻流進行上肢運動檢測得到相關數(shù)據(jù)結果；2)進行骨架提取的S2階段針對上述結果進行骨架提??；3)對骨架進行剪枝的S3階段對骨架進行剪枝以得到單一主干；4)對主干進行旋轉擬合的S4階段使用帶旋轉的拋物線擬合的方法對主干進行擬合；5)確定肘關節(jié)位置的S5階段依據(jù)肘關節(jié)的相應特征，在擬合曲線上利用曲率確定肘關節(jié)的位置。本發(fā)明提供的肘部定位方法的關鍵就是利用旋轉提高拋物線的擬合效果，同時拋物線具有曲率最大的點唯一的優(yōu)點，這樣就可以在一定程度上克服系統(tǒng)誤差的產生以及降低對局部突變的敏感性。
文檔編號G06T7/20GK102289818SQ20111021144
公開日2011年12月21日 申請日期2011年7月27日 優(yōu)先權日2011年7月27日
發(fā)明者龐楓騫, 張良 申請人:中國民航大學