三維人體掃描實驗結果解析

實驗結果
1、標 定
為了確定裝置的度，設計了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的三維坐標值的標定靶，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 角點的坐標值就成非線性關系，因而提高了標定的度。對于現實相機和虛擬相機都至少選擇30個標定點進行標定計算。

根據每2臺相機對空問中的同一個標定點的計算值進行誤差分析。例如：2臺相機拍攝到標定靶上的空間中的同個點P。，根據第l臺相機和另1臺相機拍攝的圖像換算得到的三維坐標分別記為P’，和P"．。用P’．和P"i之間的歐幾里得距離計算誤差㈤

本文的掃描系統選擇了31個相同的標定點，標定點的平均誤差為2．03 mm，標準偏差為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(如圖像細化法、曲線擬合法、質心法、 Hessian矩陣法等方法)后，采用具有定位精度高、計算速度快等優點的質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，以列為單位尋找滿足這個閾值要求的點，并初步斷定此極值點為光帶中心點并計算出這列的光強閾值t。假設zui大值點 的位置為該列的第Y…行，閾值為t，然后在zui大值點的上下各選n個大于閾值的像素點，通常忍取10～15。然后可按式(14)進行曲線的重心運算。

，(z，，Y。)為相應像素點的灰度值，(x。，Y。)為所求的光帶中心點的坐標。
又因為CCD相機采集到的圖像光強符合高斯分布，可以利用Hessian矩陣法¨6。計算圖像中光帶的法線方向，并求出法線方向上的極值點，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的坐標更。

3、人體掃描
選擇l位身高165 cm的女性進行掃描實驗。被掃描者面對真實相機站立。人體正面表面數據是由真實相機直接拍攝的，共采集到3l 286個數據點，標準誤差為0．73 mm。水平方向上2個相鄰點的間距zui大不超過3．1 mm。人體正面數據點云圖如圖7所示。

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

的掃描系統雖然精度低些，但是掃描時間較大多數系統有明顯縮短。因此，本文的掃描系統精度能夠滿足服裝設計和制版等相關工作的要求，可用于三維服裝設計以及虛擬立體裁剪。

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