[发明专利]一种基于深度信息的轮廓跟踪方法

说明书

技术领域

本发明涉及图像处理技术，尤其涉及一种基于深度信息的轮廓跟踪方法。

背景技术

图像处理(image processing)是用计算机对图像进行分析，以达到所需结果的技术。又称影像处理。图像处理技术的主要内容包括图像压缩，图像增强和复原，图像匹配、描述和识别等三大部分。

常见的处理有图像数字化、图像编码、图像增强、图像复原、图像分割和图像分析等，图像处理一般指数字图像处理。数字图像是指用数字摄像机、扫描仪等设备经过采样和数字化得到的一个大的二维数组，该数组的元素称为像素，其值为一整数，称为灰度值。虽然某些处理也可以用光学方法或模拟技术实现，但它们远不及数字图像处理那样灵活和方便，因而数字图像处理成为图像处理的主要方面。

目前普通的图像主要由二维的像素点组成的平面图像，这种二维平面图像只能反映图像场景的X、Y的位置坐标信息，而无法反映图像场景的深度位置信息Z坐标，随着技术的进步，越来越多的出现了能够采集深度位置信息的装置设备，这些能够采集深度图(Depth Map)的装置设备，将图像处理技术从二维图像X、Y坐标带入到三维图像X、Y、Z坐标新时代。

获取场景中各点相对于摄象机的距离是计算机视觉系统的重要任务之一，场景中各点相对于摄象机的距离可以用深度图Depth Map来表示，深度图DepthMap生成的技术目前主要有三种方法，结构光测距方法、激光测距雷达方法、变焦测距方法，通过各种方法获取真实场景的深度信息并生成深度图，能够应用于各种技术领域的图像处理需求。

目前市场上已经开始出现能够实时输出深度图的设备，如何使用这些设备，来开发出各种人机交互的应用，已经成为未来人机交互技术发展方向之一，在深度Z方向上，人的肢体动作识别、跟踪和二维图像的处理存在很大差别，而且深度图能够感知动作前后运动的变化，使得我们能够更加真实获取人机交互的控制信息，在基于深度信息的条件下，实时跟踪人手轮廓并输出相关的运动轨迹信息，已经成为深度信息图像处理技术领域，需要进行研究解决的问题。

发明内容

本发明方法提供一种图像轮廓运动检测系统和方法，能够在基于深度信息的条件下，实时跟踪人手轮廓并输出相关的运动信息。

本发明的技术方案如下：

一种基于深度信息的轮廓跟踪方法，包括以下步骤：

A.连续获取场景区域的深度帧；

B.判断在当前深度帧之前是否已出现启动动作，如有则进入步骤F，无则进入步骤C；

C.判断当前深度帧中是否出现启动动作，是则进入步骤D，否则返回步骤A；

D.发现启动动作后在当前深度帧中场景区域的深度变化区域中提取启动轮廓面积；

E.在启动轮廓内对所有的深度值求算术平均值作为轮廓跟踪参考信息；

F.在深度帧中根据参考信息提取归一化灰度图；

G.在归一化灰度图中找到轮廓的顶点；

H.输出顶点的运动轨迹信息并重新获取轮廓跟踪参考信息。

所述的基于深度信息的轮廓跟踪方法，其中，在上述步骤D中，在获得启动轮廓面积后还判断启动轮廓面积是否符合预设的面积范围，符合则进入步骤E，不符合则返回步骤A。

所述的基于深度信息的轮廓跟踪方法，其中，在上述步骤F中，在获得归一化灰度图后还判断归一化灰度图中的轮廓面积是否符合预设的面积范围，符合则进入步骤G，不符合则返回步骤A。

所述的基于深度信息的轮廓跟踪方法，其中，所述步骤C具体包括步骤：

C1.设定启动条件集合；

C2.将当前深度帧与前一深度帧进行深度值变化比较获得深度变化值；

C3.判断深度变化值是否属于启动条件集合，属于则判定出现启动动作，否则判定未出现启动动作。

所述的基于深度信息的轮廓跟踪方法，其中，在所述步骤D中提取启动轮廓面积具体为：根据启动条件提取启动轮廓。

所述的基于深度信息的轮廓跟踪方法，其中，在所述步骤F中，在根据参考信息提取归一化灰度图时，若在当前深度帧之前未出现启动动作，则根据由当前深度帧获取的轮廓跟踪参考信息提取当前深度帧的归一化灰度图；若在当前帧之前已出现启动动作，则根据已有的轮廓跟踪参考信息提取当前深度帧的归一化灰度图。

所述的基于深度信息的轮廓跟踪方法，其中，所述步骤G具体包括步骤：

G1.在归一化灰度图中，依此在上下左右四个方向寻找灰度轮廓的第一个点；

G2.在对应的深度图中以上述四个点的坐标为中心，分别向上下左右四个方向寻找深度相似点；