[发明专利]一种基于单目摄像头的人体三维姿态估计的方法

权利要求书

1.一种基于单目摄像头的人体三维姿态估计的方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一、基于正常人体的标准比例数据建立三维人体模型，基于弱透视投影方法，获取所述三维人体模型的二维投影；

步骤二、利用单目摄像头获取运动中人体的视频，并提取所述视频的每帧人体图像的二维轮廓特征；

步骤三、将每帧所述人体图像的二维轮廓特征和三维人体模型的二维投影进行匹配，建立代价函数，并计算所述代价函数的最优解，从而获得最匹配的三维人体模型。

2.根据权利要求1所述的基于单目摄像头的人体三维姿态估计的方法，其特征在于：所述步骤一中的三维人体模型包括头部、躯干、左臂、左手掌，右臂和右手掌，设置有40个自由度，其中，25个自由度用于调整人体模型的整体缩放、旋转角度和关节角度，15个自由度用于调整人体模型各个部位的长度和宽度。

3.根据权利要求1所述的基于单目摄像头的人体三维姿态估计的方法，其特征在于所述步骤二中的提取方法包括以下步骤：

步骤Ⅰ、采用Sobel算法对每帧所述人体图像做边缘检测，获得边缘特征Im_edge；

步骤Ⅱ、在每帧所述人体图像的选定HSV彩色空间中的指定区域中，建立肤色检测模型，再进行颜色阈值分割，得到肤色图像，利用如下方程式，获得肤色特征Im_skin，

其中，表示为当前一帧的人体图像中检测得到的肤色图像，表示为后一帧的人体图像中检测得到的肤色图像，表示为前两帧的人体图像做差分处理后得到的图像，表示为后两帧的人体图像做差分处理后得到的图像，∪表示为或运算，∩表示为与运算；

步骤Ⅲ、利用如下方程式，获得所述人体图像的二维轮廓特征Im_silhouette

Im_silhouette＝Im_subtraction∪Im_edge∪Im_skin

其中，Im_subtraction表示为差分特征，由当前帧和前一帧的人体图像做背景差分所得到的，Im_edge表示为边缘特征，Im_skin表示为肤色特征，∪表示为或运算。

4.根据权利要求3所述的基于单目摄像头的人体三维姿态估计的方法，其特征在于：所述指定区域设置为色调H介于[5，25]之间，饱和度S介于[50，200]之间，亮度V介于[20，200]之间。