三(san)維人體掃(sao)描(miao)實驗(yan)結(jie)果(guo)解(jie)析(xi)

實驗(yan)結(jie)果(guo)
1、標(biao) 定(ding)
為了(le)確(que)定(ding)裝(zhuang)置的(de)度(du)，設(she)計了(le)1個(ge)已(yi)知柱體(半(ban)徑(jing)24 em)、高(gao)度(du)180 cm)以及(ji)圓(yuan)柱面(mian)上(shang)各(ge)色塊(kuai)的角點(dian)的三(san)維坐標值(zhi)的標(biao)定(ding)靶，如(ru)圖6所示。圓(yuan)柱體上(shang)的(de)各(ge)個(ge)色(se)塊(kuai)的豎(shu)直方(fang)向(xiang)上(shang)的(de)高(gao)度(du)相同(tong)，水(shui)平方(fang)向(xiang)上(shang)的(de)弧(hu)長不同(tong)，這(zhe)樣圓(yuan)柱體上(shang)各(ge)個(ge) 角點(dian)的坐標值(zhi)就成(cheng)非線(xian)性關(guan)系，因(yin)而(er)提高(gao)了(le)標(biao)定(ding)的度(du)。對(dui)於(yu)現實相(xiang)機(ji)和(he)虛(xu)擬相機(ji)都(dou)至少選擇(ze)30個(ge)標(biao)定(ding)點(dian)進行標定(ding)計算。

根據每2臺相機(ji)對(dui)空問中(zhong)的(de)同(tong)壹(yi)個(ge)標(biao)定(ding)點(dian)的計算值進(jin)行誤(wu)差(cha)分(fen)析(xi)。例(li)如(ru)：2臺相機(ji)拍(pai)攝(she)到標(biao)定(ding)靶上(shang)的空間(jian)中(zhong)的(de)同(tong)個(ge)點(dian)P。，根據第(di)l臺相機(ji)和(he)另1臺相機(ji)拍(pai)攝(she)的圖(tu)像換(huan)算得(de)到(dao)的(de)三(san)維坐標分(fen)別(bie)記(ji)為(wei)P’，和(he)P"．。用(yong)P’．和(he)P"i之間的歐幾裏得距離(li)計算誤(wu)差(cha)㈤

本(ben)文的(de)掃(sao)描系統選擇(ze)了(le)31個(ge)相(xiang)同(tong)的標(biao)定(ding)點(dian)，標定(ding)點(dian)的平均(jun)誤(wu)差(cha)為2．03 mm，標(biao)準(zhun)偏(pian)差(cha)為0．86 mm。

2、激光光帶(dai)中(zhong)心(xin)提取
激 光光帶(dai)中(zhong)心(xin)提取的速度和(he)精度(du)會(hui)直(zhi)接影響(xiang)到掃描系(xi)統的性能(neng)，所以(yi)在(zai)研究(jiu)和(he)比較(jiao)幾(ji)種常(chang)用(yong)的(de)激光光帶(dai)中(zhong)心(xin)提取算法(fa)(如(ru)圖像細(xi)化法(fa)、曲(qu)線擬合法、質心(xin)法(fa)、 Hessian矩陣(zhen)法(fa)等(deng)方(fang)法(fa))後，采(cai)用(yong)具(ju)有(you)定(ding)位精(jing)度(du)高(gao)、計算速度快(kuai)等優(you)點(dian)的質心(xin)法(fa)來提取激光光帶(dai)中(zhong)心(xin)‘1“。首(shou)先采(cai)用(yong)濾(lv)波(bo)法去(qu)除光帶(dai)上(shang)的(de)噪(zao)聲幹(gan)擾(rao)，再用(yong)大 律法(fa)獲(huo)取光帶(dai)圖(tu)像的閾值。以此(ci)閾值為(wei)依(yi)據，以(yi)列為單(dan)位尋(xun)找(zhao)滿足(zu)這(zhe)個(ge)閾(yu)值(zhi)要(yao)求(qiu)的點(dian)，並(bing)初步(bu)斷(duan)定(ding)此(ci)極(ji)值(zhi)點(dian)為光帶(dai)中(zhong)心(xin)點(dian)並(bing)計算出這(zhe)列的(de)光強(qiang)閾(yu)值t。假設(she)zui大值點(dian) 的位置(zhi)為(wei)該(gai)列的第(di)Y…行，閾值(zhi)為t，然(ran)後在zui大值點(dian)的上(shang)下各(ge)選n個(ge)大於閾(yu)值(zhi)的(de)像素(su)點(dian)，通常(chang)忍取10～15。然後可按(an)式(shi)(14)進(jin)行曲(qu)線的重心(xin)運算(suan)。

，(z，，Y。)為(wei)相應(ying)像素(su)點(dian)的灰(hui)度值(zhi)，(x。，Y。)為(wei)所求(qiu)的(de)光帶(dai)中(zhong)心(xin)點(dian)的坐標。
又(you)因為(wei)CCD相(xiang)機(ji)采(cai)集到(dao)的(de)圖(tu)像光強(qiang)符(fu)合高(gao)斯(si)分(fen)布(bu)，可以利用(yong)Hessian矩(ju)陣(zhen)法(fa)¨6。計算圖像中(zhong)光帶(dai)的(de)法(fa)線方(fang)向(xiang)，並(bing)求出(chu)法線方(fang)向(xiang)上(shang)的(de)極(ji)值(zhi)點(dian)，因而(er)得(de)到光帶(dai)中(zhong)心(xin)線(xian)的亞(ya)像素(su)位置(zhi)。這(zhe)樣得(de)到的(de)光帶(dai)中(zhong)心(xin)點(dian)的坐標更(geng)。

3、人體掃(sao)描(miao)
選擇(ze)l位身(shen)高(gao)165 cm的(de)女(nv)性進(jin)行掃描(miao)實驗(yan)。被(bei)掃(sao)描者(zhe)面對(dui)真(zhen)實相(xiang)機(ji)站(zhan)立。人體正(zheng)面(mian)表(biao)面數(shu)據是(shi)由真實相(xiang)機(ji)直(zhi)接拍(pai)攝(she)的，共采(cai)集到(dao)3l 286個(ge)數(shu)據點(dian)，標準(zhun)誤(wu)差(cha)為0．73 mm。水(shui)平方(fang)向(xiang)上(shang)2個(ge)相(xiang)鄰(lin)點(dian)的間(jian)距zui大不超(chao)過3．1 mm。人體正(zheng)面(mian)數(shu)據點(dian)雲(yun)圖如(ru)圖7所示。

人 體背(bei)面(mian)的(de)左右兩側(ce)不是真(zhen)實相(xiang)機(ji)直(zhi)接拍(pai)攝(she)的，相(xiang)當於相(xiang)機(ji)在(zai)平面(mian)鏡(jing)中(zhong)2個(ge)虛(xu)擬相機(ji)對(dui)目(mu)標從(cong)左(zuo)右兩側(ce)拍(pai)攝(she)所得(de)到(dao)圖像，所得(de)到(dao)的圖(tu)像像素(su)精度(du)比(bi)正(zheng)面(mian)的(de)要(yao)低(di)，每個(ge)側(ce) 面(mian)大概(gai)獲得(de)人體表(biao)面16 784～18 372個(ge)點(dian)，標準(zhun)誤(wu)差(cha)為0．92～1．08 mm，水(shui)平方(fang)向(xiang)上(shang)的(de)相(xiang)鄰(lin)兩點(dian)的間(jian)距zui大不超(chao)過3．9 mm。圖(tu)8為(wei)人體左(zuo)右兩側(ce)背(bei)面合並(bing)後的人體背(bei)面(mian)點(dian)雲(yun)圖。表(biao)l示出(chu)當前主要商用(yong)三(san)維人體掃(sao)描(miao)儀(yi)耗時和精(jing)度(du)。和當前商業用(yong)的(de)三(san)維掃(sao)描(miao)系統相比(bi)較(jiao)，本(ben)文

的(de)掃(sao)描系統雖然(ran)精度(du)低(di)些，但(dan)是(shi)掃(sao)描時間較(jiao)大多(duo)數系統有明(ming)顯縮短。因(yin)此(ci)，本(ben)文的(de)掃(sao)描系統精度(du)能(neng)夠(gou)滿足(zu)服(fu)裝(zhuang)設(she)計和制版(ban)等(deng)相(xiang)關(guan)工作的(de)要(yao)求(qiu)，可(ke)用(yong)於(yu)三(san)維服(fu)裝(zhuang)設(she)計以及(ji)虛(xu)擬立體裁(cai)剪。

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