三維人體掃描實(shí)驗(yàn)結(jié)果解析

實(shí)驗(yàn)結(jié)果
1、標(biāo) 定
為了確定裝置的度，設(shè)計(jì)了1個已知柱體(半徑24 em)、高度180 cm)以及圓柱面上各色塊的角點(diǎn)的三維坐標(biāo)值的標(biāo)定靶，如圖6所示。圓柱體上的各個色塊的豎直方向上的高度相同，水平方向上的弧長不同，這樣圓柱體上各個 角點(diǎn)的坐標(biāo)值就成非線性關(guān)系，因而提高了標(biāo)定的度。對于現(xiàn)實(shí)相機(jī)和虛擬相機(jī)都至少選擇30個標(biāo)定點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)定計(jì)算。

根據(jù)每2臺相機(jī)對空問中的同一個標(biāo)定點(diǎn)的計(jì)算值進(jìn)行誤差分析。例如：2臺相機(jī)拍攝到標(biāo)定靶上的空間中的同個點(diǎn)P。，根據(jù)第l臺相機(jī)和另1臺相機(jī)拍攝的圖像換算得到的三維坐標(biāo)分別記為P’，和P"．。用P’．和P"i之間的歐幾里得距離計(jì)算誤差㈤

本文的掃描系統(tǒng)選擇了31個相同的標(biāo)定點(diǎn)，標(biāo)定點(diǎn)的平均誤差為2．03 mm，標(biāo)準(zhǔn)偏差為0．86 mm。

2、激光光帶中心提取
激 光光帶中心提取的速度和精度會直接影響到掃描系統(tǒng)的性能，所以在研究和比較幾種常用的激光光帶中心提取算法(如圖像細(xì)化法、曲線擬合法、質(zhì)心法、 Hessian矩陣法等方法)后，采用具有定位精度高、計(jì)算速度快等優(yōu)點(diǎn)的質(zhì)心法來提取激光光帶中心‘1“。首先采用濾波法去除光帶上的噪聲干擾，再用大 律法獲取光帶圖像的閾值。以此閾值為依據(jù)，以列為單位尋找滿足這個閾值要求的點(diǎn)，并初步斷定此極值點(diǎn)為光帶中心點(diǎn)并計(jì)算出這列的光強(qiáng)閾值t。假設(shè)zui大值點(diǎn) 的位置為該列的第Y…行，閾值為t，然后在zui大值點(diǎn)的上下各選n個大于閾值的像素點(diǎn)，通常忍取10～15。然后可按式(14)進(jìn)行曲線的重心運(yùn)算。

，(z，，Y。)為相應(yīng)像素點(diǎn)的灰度值，(x。，Y。)為所求的光帶中心點(diǎn)的坐標(biāo)。
又因?yàn)镃CD相機(jī)采集到的圖像光強(qiáng)符合高斯分布，可以利用Hessian矩陣法¨6。計(jì)算圖像中光帶的法線方向，并求出法線方向上的極值點(diǎn)，因而得到光帶中心線的亞像素位置。這樣得到的光帶中心點(diǎn)的坐標(biāo)更。

3、人體掃描
選擇l位身高165 cm的女性進(jìn)行掃描實(shí)驗(yàn)。被掃描者面對真實(shí)相機(jī)站立。人體正面表面數(shù)據(jù)是由真實(shí)相機(jī)直接拍攝的，共采集到3l 286個數(shù)據(jù)點(diǎn)，標(biāo)準(zhǔn)誤差為0．73 mm。水平方向上2個相鄰點(diǎn)的間距zui大不超過3．1 mm。人體正面數(shù)據(jù)點(diǎn)云圖如圖7所示。

人 體背面的左右兩側(cè)不是真實(shí)相機(jī)直接拍攝的，相當(dāng)于相機(jī)在平面鏡中2個虛擬相機(jī)對目標(biāo)從左右兩側(cè)拍攝所得到圖像，所得到的圖像像素精度比正面的要低，每個側(cè) 面大概獲得人體表面16 784～18 372個點(diǎn)，標(biāo)準(zhǔn)誤差為0．92～1．08 mm，水平方向上的相鄰兩點(diǎn)的間距zui大不超過3．9 mm。圖8為人體左右兩側(cè)背面合并后的人體背面點(diǎn)云圖。表l示出當(dāng)前主要商用三維人體掃描儀耗時和精度。和當(dāng)前商業(yè)用的三維掃描系統(tǒng)相比較，本文

的掃描系統(tǒng)雖然精度低些，但是掃描時間較大多數(shù)系統(tǒng)有明顯縮短。因此，本文的掃描系統(tǒng)精度能夠滿足服裝設(shè)計(jì)和制版等相關(guān)工作的要求，可用于三維服裝設(shè)計(jì)以及虛擬立體裁剪。

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