一種簡易足部信息準確測量裝置和方法與流程

文檔序號：11083843閱讀：631來源：國知局

本發明涉及測量技術領域，尤其涉及一種簡易足部信息準確測量裝置和方法。

背景技術：

足部測量作為人體測量的重要組成部分，一直受到人們的關注。足部信息測量可分為三維測量和二維測量，三維測量可以得到足部的三維信息，對于足部按摩和足部畸形矯正有重要的意義。二維測量可以得到足部的長和寬，一般用于鞋子制造商進行足型普測以設計適合大眾的鞋子，同時也用于顧客選擇合適的鞋型。

傳統的足部測量技術主要是接觸式的，通過繩子、帶尺、直尺、卷尺等一些簡易的工具進行測量，以獲得足部相關部位的高度、寬度、長度等尺寸。這種方法效率低下、測量誤差因人而異、測量結果需手工記錄、重復性差。在計算機學、信息學、圖像學等學科的影響下，測量技術經歷了從接觸式到非接觸式的轉變，并逐步向自動化測量的方向發展。與傳統的測量方法相比，非接觸式測量的特點是快速、準確、自動保存和檢索方便等。

在如今的電子信息時代，網上購物層出不窮，在網上買鞋子是最難買到合適尺寸的，如果能夠建立足部信息數據庫，通過個人足部圖片上傳云服務器，根據云服務器處理得到的個人足部信息就可在網上買到合適的鞋子。

足部信息識別裝置已有人探索過，專利申請號為：201510084732.8，其發明專利名稱為一種足部信息識別方法和裝置，其中采用了足部圖片經過透視還原后，計算單位像素長度，通過足長和足寬的像素個數以及單位像素長度，計算實際足長和足寬。

但是該專利有以下缺陷：

(1)專利中足寬的判斷大于實際的足寬，實際的足寬應該是足部脛側跖骨點和腓側跖骨點的直線距離。

(2)透視還原子模塊50406無具體技術實現說明。

(3)專利中沒有說明攝像頭如何與地面保持平行或成一定的角度；

(4)通過透視還原圖像，圖像清晰度下降，邊界不易定義，足部輪廓變模糊，使用像素個數判斷實際足長和足寬產生的誤差較大；

(5)足寬依靠圖像中兩點連線的像素個數判斷，像素方向是呈水平垂直分布的，而兩點連線大部分是亞像素，無法準確得到單位像素個數。

現有足部信息識別方法：

使用三維測量系統可以得到精確的足部測量數據，但是測量結構比較復雜，本發明旨在制作一種簡易的足部信息測量裝置，可以隨時隨地的使用成像設備進行足部圖像采集，然后將數據上傳服務器進行處理。本發明在網購鞋和定制鞋方面有優勢，當顧客不能親自到場測量足部信息時，只需要從服務器中查找相應顧客的足部信息即可給出合適的鞋型。

技術實現要素：

基于背景技術存在的技術問題，本發明提出了一種簡易足部信息準確測量裝置和方法。

本發明所要解決的技術問題采用以下技術方案來實現：

一種簡易足部信息準確測量裝置，它包括足側板、足托板和足部固定槽，在所述的足側板兩面的四個拐角處分別設有mark點，且兩兩對應，所述足托板上方的四個拐角處也分別設有mark點，所述足部固定槽設置在足托板上方，且該足部固定槽位于足托板上的mark點以內，本申請還包括成像設備。

進一步，所述的足側板和足托板為矩形狀或正方形狀。

進一步，所述足側板和足托板的最佳形狀為矩形狀。

進一步，所述的足側板和足托板為不易形變、不透明的非金屬材料制作而成，并且具有一定的厚度。

本申請還包括一種簡易足部信息準確測量裝置的使用方法，其特征在于：

對足部側面拍攝時：將足側板垂直放置地面或其它具有平面的平板上，通過人體左右足加緊足側板，使左右足分別緊貼足側板兩面，且左右足分別位于足側板兩面四個拐角處的mark點以內，將成像設備上的鏡頭平面與足側板平行放置；此處以手機拍攝為例，可以利用自拍桿獨自完成足部側面圖像的采集，拍攝的方向以人眼正視足側面為正。

對足背拍攝時：將帶有足部固定槽的足托板放置地面，分別將左腳或右腳踩在足托板上，使足跟緊貼著足部固定槽，然后通過成像設備上的鏡頭對準足背，當成像界面的mark點與足托板的mark點對準時，即說明成像設備與足托板完全平行，此時可拍攝足背的圖像，拍攝的方向以人眼俯視足背為正。

本申請還包括了一種簡易足部信息準確測量裝置的測量方法，它包括足部側面圖像處理步驟和足背圖像處理步驟，具體步驟如下：

所述足部側面圖像處理步驟包括：

S200、圖像預處理，實現圖像去噪、平滑的作用；

S210、提取足側板mark點像素坐標，根據mark點計算像素坐標到物理坐標的轉換矩陣；

S220、提取足部側面輪廓邊緣，檢測足跟和足尖的像素坐標；

S230、根據S210的轉換矩陣，計算足跟和足尖的物理坐標；

S240、將足跟與足尖的物理坐標統一到同一水平面上；

S250、對統一后的水平方向坐標直接相減，得到足長；

所述足背圖像處理步驟包括：

S300、圖像預處理，實現圖像去噪、平滑的作用；

S310、提取足托板mark點像素坐標，根據mark點計算像素坐標到物理坐標的轉換矩陣；

S320、提取足背輪廓邊緣，檢測足部脛側跖骨點和腓側跖骨點的像素坐標；

S330、根據步驟310的轉換矩陣，計算足部脛側跖骨點和腓側跖骨點的物理坐標；

S340、將脛側跖骨點和腓側跖骨點的物理坐標統一到同一水平面上；

S350、對統一后的水平方向坐標直接相減，得到足寬；

將上述所得到的信息(足部的側面輪廓、足背輪廓、足長、足寬和腳趾信息)都保存在服務器中。

本發明的有益效果是：

1)本申請的識別裝置可同時采集左右足部側面圖像，對左右足部圖像處理后得到雙足的最大足長；

2)在足托板上放置4個mark點，用于與成像系統的mark點相互對準，以拍攝平行投影的圖像；

3)足側板兩面都作為拍攝背景，各放置4個mark點，當有兩個成像設備時，可同時拍攝左右足部側面圖像；

4)通過mark點的像素坐標和物理坐標測量足長和足寬，且測量準確度高。

附圖說明

圖1為本發明足側板與左右足位置關系主視圖；

圖2為本發明足側板與足部位置關系側視圖；

圖3為本發明足托板與足部固定槽結構示意圖；

圖4為本發明足托板、足部固定槽和足部位置關系結構示意圖；

圖5為本發明足托板的另一種結構示意圖；

圖6為本發明足部側面圖像處理流程示意圖；

圖7為本發明足背圖像處理處理流程示意圖。

具體實施方式

為了使本發明實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合具體圖示，進一步闡述本發明。

如圖1-4所示，一種簡易足部信息準確測量裝置，它包括足側板110、足托板112和足部固定槽114，在所述的足側板110兩面的四個拐角處分別設有mark點116，且兩兩對應，所述足托板112上方的四個拐角處也分別設有mark點116，所述足部固定槽114設置在足托板112上方，且該足部固定槽114位于足托板112上的mark點116以內，本申請還包括成像設備100。

所述的足側板110和足托板112為矩形狀或正方形狀。

所述足側板110和足托板112的最佳形狀為矩形形狀。

所述的足側板110和足托板112為不易形變、不透明的非金屬材料制作而成，并且具有一定的厚度，這里的厚度范圍在0.5cm～1cm之間。

如圖5所示，在本申請中，還可通過在所述的足托板112上設置一道弧形的限位線115，且作用與足部固定槽的作用一致，都是為了對足跟的限位。

本申請還包括一種簡易足部信息準確測量裝置的使用方法，

對足部側面拍攝時：將足側板110垂直放置地面或其它具有平面的平板上，通過人體左右足加緊足側板，使左右足分別緊貼足側板110兩面，且左右足分別位于足側板110兩面四個拐角處的mark點116以內，將成像設備100上的鏡頭與足側板110平行放置；此處以手機拍攝為例，可以利用自拍桿獨自完成足部側面圖像的采集，拍攝的方向以人眼正視足側面為正，例如一只足側面圖像由足尖118到足跟119為正，另一只足側面圖像由足跟119到足尖118為正。

對足背拍攝時：將帶有足部固定槽114的足托板112放置地面，分別將左腳或右腳踩在足托板112上，使足跟119緊貼著足部固定槽114，然后通過成像設備100上的鏡頭對準足背，當成像界面的mark點與足托板112的mark點116對準時，即說明成像設備100與足托板112完全平行，此時可拍攝足背的圖像，拍攝方向以人眼俯視足背為正。

足部側面和足背圖像采集完成后，進行圖像處理，得到足部側面的輪廓和足背的輪廓以及四個mark點的像素坐標值。按照上述的拍攝方向，定義圖像左上角的mark點為原點，沿右上角mark點方向為水平正方向，沿左下角mark點方向為垂直正方向。已知一張圖像中四個mark點的圖像坐標值與物理坐標值，即可計算出圖像中其它像素的物理坐標。

如圖2所示，計算足長：從足部側面輪廓中，經過圖像處理得到足尖與足跟的像素點，足跟與足尖的像素點可能不位于同一水平軸上，不能單純的通過兩點間的距離得到足長。將兩個像素坐標統一到同一水平面上，如將足跟統一到足尖，或將足尖統一到足跟，然后計算兩個像素點的物理坐標，對水平方向的物理坐標直接相減即可得到足長FL。

如圖3所示，計算足寬：從足背的輪廓中，經過圖像處理得到足部最左側的像素點和最右側的像素點，這兩個像素點也可能不位于同一水平面上，把左側像素統一到右側像素或反之，再計算兩個像素點的物理坐標，對水平方向的物理坐標直接相減即可得到足寬FW。

提取5個腳趾，腳指甲的膚色與皮膚的顏色不一致，可以通過特征訓練的方式提取5個腳趾，最后，保存足部的側面輪廓、足背輪廓、足長、足寬和腳趾信息。

如圖6、圖7所示，針對上述足長FL計算和足寬FW計算的具體步驟如下，

它包括足部側面圖像處理步驟和足背圖像處理步驟，具體步驟如下：