基于图像的人体参数测量系统的设计与实现摘要:给出一种基于图像的人体参数自动测量方法,并设计与实现人体参数测量系统。通过2个数码相机拍摄人体的正视图和侧视图,运用图像分割和特征提取等图像处理方法提取2幅图像上的人体特征点;利用三维标定架标定相机的内外参数;利用双目视觉原理从2幅图像上的特征点计算出人体的测量点,完成人体尺寸参数计算。试验结果表明:与传统手工测量相比,本方法能实现自动测量,缩短了测量时间,提高测量的精度和效率;与三维非接触测量相比,本方法测量设备简单和便携,测量速度更快,操作更加方便。关键词:人体测量学;双目视觉;相机标定;特征点匹配;图像分割:TP391.4文献标识码:ADesignandImplementationoftheHumanSizeMeasurementSystemBasedonImagesWUZhuang-zhi1,LIAOShuang-shuang1,NIELei1,WANGZheng2,WANGChun-hui2,ZHOUShi-hua2(1.SchoolofComputerScienceandEngineering,BeihangUniv,Bei激ng100191,China;2.SpaceMedicineMedicalEngineering,Bei激ng100094,China)Abstract:Anthropometryresearchesthemorphologicalfeaturesofhumanbodythroughtheinvestigationofthedimensionofhumanbodyandservesforindustrydesign,ergonomics,clothmanufactureandmedicalresearch.Thispaperpresentshumansizemeasurementmethodbasedonimages,anddesignsandimplementsameasurementsystem.Firstly,thefrontandsideimagesofatesterarecapturedusingtwodigitalcamerassimultaneously;secondly,thebodyfeaturepointsoftwoimagesareextractedbyimagesegmentationandfeatureextractionmethods;thirdly,theintrinsicandextrinsicmatrixoftwocamerasarecalibrated;intheend,thebodymeasurepointsarecalculatedthroughthefeaturepointsoftwoimagesbasedonthebinocularvisionprinciple,thenthebodymeasureitemsarecalculated.Theexperimentsshowthat,comparedwiththetraditionalsizemeasurementmethod,thismethodischaracterizedbytheautomaticmeasurement,theshortmeasuretimeandtheflexibleoperation;comparedwiththe3Dnon-contactmeasurementtechniques,thismethodadvantagesinthecheapandflexibleequipment,andthequickspeedandtheconciseworkingprocess.Keywords:anthropometry;binocularvision;cameracalibration;featurematching;imagesegmentation人体测量是通过测量人体各部位的尺寸来确定个体之间和群体之间在人体尺寸上的差别,用以研究人的形态特征[1],从而为工业设计、人机工程、工程设计、人类学研究、医学等提供人体基础资料[2]。世界上已有90多个大规模的人体测量数据库,主要分布在发达国家,例如,在美国和欧洲得到了广泛应用[3]的人体测量研究计划(CivilianAmericanandEuropeanSurveyofAnthropometryResearch,CASER),日本HQL协会提出的人体测量和高质量生活工程(ResearchInstituteofHumanEngineeringforQualityLife)计划[4]等。中国标准化研究院也于2005年开展了全国未成年人体测量项目,建立了全国未成年人体三维扫描数据库。人体测量技术在近几十年的发展中,大致经历了由接触式到非接触式、由二维到三维的发展过程。非接触自动测量是现代化人体测量技术的发展趋势,它以现代光学为基础,结合图像处理、计算机视觉等技术,准确、高效、客观地获取人体尺寸参数数据,主要分为基于图像的二维非接触测量和基于结构光的三维非接触测量两类。加拿大的BoSS-2系统[5]就是一套基于图像的非接触式的人体参数测量和服装套号系统,为加拿大军队提供身体测量以实现制服的快捷、自动化生产。德国HumanSolution公司开发的Vitus三维人体扫描仪[6]为典型的基于结构光的三维非接触人体测量设备,已经广泛应用于人体测量学和人机工效学等领域。本文研究和实现了一套基于图像的人体参数测量系统,与BoSS-2系统相比,本文提出的测量方法能够识别更多的测量点,交互修改更方便,使得测量的人体参数项目更多,应用范围更广。1测量需求本系统以航天医学工程所需的人体参数测量为背景,共需要测量人体7种姿势下的72个测量项目,涉及人体7种姿势下的94个测量点,图1是7种姿势的示意图,包括4个立姿和3个...