[发明专利]在姿态估计中使用的骨架平滑方法和设备

权利要求书

1.一种姿态估计设备，包括：

图像获取单元，获取拍摄的图像；

用户区域提取单元，通过用户区域分析来从拍摄的图像中提取用户区域；

骨架提取单元，通过使用骨架提取技术来从用户区域提取骨架图像；

骨架模型设置单元，设置包括多个关节点的骨架模型，其中，所述多个关节点包括根节点，根节点是位于骨盆中的用于表示人体在世界坐标系中的位置的假设点；

骨架平滑单元，从骨架图像中获得所述多个关节点中除根节点之外的其余关节点的位置信息，从所述位置信息中计算根节点的位置以及与所述多个关节点相应的骨骼长度和骨骼旋转角度的信息，通过使用与所述多个关节点相应的骨骼长度和骨骼旋转角度的信息动态地约束所述多个关节点的位置，来对所述多个关节点的位置进行平滑；

骨架输出单元，输出平滑后的骨架图像。

2.一种对姿态估计中的骨架图像进行平滑的设备，包括：

骨架模型设置单元，设置包括多个关节点的骨架模型，其中，所述多个关节点包括根节点，根节点是位于骨盆中的用于表示人体在世界坐标系中的位置的假设点；

骨架平滑单元，从骨架图像中获得所述多个关节点中除根节点之外的其余关节点的位置信息，从所述位置信息中计算根节点的位置以及与所述多个关节点相应的骨骼长度和骨骼旋转角度的信息，通过使用与所述多个关节点相应的骨骼长度和骨骼旋转角度的信息动态地约束所述多个关节点的位置，来对所述多个关节点的位置进行平滑，从而获得平滑的骨架图像。

3.如权利要求1或2所述的设备，其中，所述多个关节点还包括头部节点、颈部节点、左肩节点、右肩节点、左肘节点、右肘节点、左腕节点、右腕节点、左臀节点、右臀节点、左膝节点、右膝节点、左踝节点、右踝节点，其中，将肘部和膝部的关节点设置为铰链关节，仅在一个固定平面内旋转，其它关节点任意旋转，通过每个关节点为原点的坐标系的旋转量来表示骨骼的旋转方向。

4.如权利要求1或2所述的设备，其中，骨架平滑单元包括：

初始化单元，在获得第一帧骨架图像时，对平滑所需的数据进行初始化，其中，平滑所需的数据包括观测量z、状态量w、观测误差v和操作误差w；

平滑操作单元，在获得第一帧骨架图像之后的每一帧骨架图像时，根据操作误差w和观测误差v来获得预测的状态量和预测的观测量，并根据预测的状态量和预测的预测量来获得平滑的状态量，根据平滑的状态量来获得平滑的观测量，从而从平滑的观测量获得平滑后的骨架图像。

5.如权利要求4所述的设备，其中，初始化单元使用对从第一帧骨架图像获得的所述多个关节点中除根节点之外的其余关节点的位置信息来初始化观测量z，使用对第一帧骨架图像的观测量z计算的根节点的位置以及与所述多个关节点相应的骨骼长度和骨骼旋转角度的信息来初始化状态量w，初始化观测误差v和操作误差w，其中，观测误差v和操作误差w分别是由获得观测量z而产生的误差和计算状态量w而产生的误差，观测误差v和操作误差w满足正态分布，通过分别初始化观测误差的方差P_observe和操作误差的方差P_process来初始化观测误差v和操作误差w。