基于手部图像的参数测量方法与装置
专利汇可以提供基于手部图像的参数测量方法与装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种基于手部图像的参数测量方法与装置，属于医学应用研究领域。该方法与装置主要包括 图像采集 系统、 数据处理 与显示界面系统，其特征在于：该装置的图像采集系统包括补光高清摄像头、遮光箱子、USB传输线；数据处理与显示界面系统包括计算机、数据处理以及界面显示 软件 。本 发明 根据预处理后的手部图像以及标定好的摄像头参数，采用交互式 鼠标 取点进行手部参数测量。本发明提出的方法成本低、测量方便、测量计算速度快、测量 精度 高，能为制备烧伤烫伤患者 治疗 用弹 力 手套提供准确手部测量数据，在医学 图像处理 、医疗设备检测等领域有着广泛的应用。，下面是基于手部图像的参数测量方法与装置专利的具体信息内容。
1.一种基于手部图像的参数测量装置，其特征在于：该装置包括图像采集系统(1)、数据处理与显示界面系统(2)，该装置的图像采集系统(1)包括补光高清摄像头、遮光箱子(A2)、USB传输线(A3)；数据处理与显示界面系统(2)包括计算机(B1)、数据处理以及界面显示软件(B2)；其中，补光摄像头(A1)安装在遮光箱顶部中心的孔槽(A2)拍摄方向向下，并且通过USB传输线(A3)与计算机(B1)连接，通过USB传输线(A3)控制补光摄像头的采集。
2.应用于权利要求1所述装置的基于手部图像的参数测量方法，其特征在于，步骤如下:
步骤1)：读取摄像头捕获的图像数据；
待测量的手部图像由补光摄像头(A1)采集，数据通过数据线存入到计算机(B1)中；
步骤2)：对图像进行标定获取所需参数；
确定物理尺寸和像素间的换算关系；以及确定空间物体表面某点的三维几何位置与其在图像中对应点之间的相互关系，需要建立相机成像的几何模型；通过相机拍摄带有固定间距图案阵列平板、经过标定算法的计算，得出相机的几何模型，从而得到测量和重建结果；获取手部所处平面标定板图像，在测量前先进行视觉标定，标定摄像头参数以及空间中手部所处平面与图像平面之间的变换矩阵；如下：
两幅图像中的对应点对的齐次坐标分别为(x′,y′,1)和(x,y,1)，变换矩阵H定义为：
其中，H是一个3×3的矩阵，则有：
一幅图像平面中所有的点都通过线性方程式(1)转换到另一幅图像平面上，由式(1)可得式(2)与式(3)：
根据式(2)和式(3)可得：
h11x+h12y+h13-h31xx′-h32yx′-h33x′＝0 (4)
h21x+h22y+h23-h31xy′-h32yy′-h33y′＝0 (5)
若两幅图像中有N对对应点，那么将所有形如式(4)和(5)的方程合在一起表示为线性方程组：
应用SVD分解方法求该方程的最小二乘解，最小特征值对应的特征向量即为hij，对hij元素重新排列成矩阵形式，通过EM算法不断迭代，算法收敛时，得到的H即为需要的结果；
步骤3)：对手部图像进行鼠标取点测量处理；
获得空间中手部所处平面与图像平面之间的变换矩阵H之后，根据该变换矩阵H计算手部图像平面上的像素点对应的空间坐标点，进而由空间坐标点估计出希望测量的量值。如下所示：
①手指周长的计算公式：
C1＝R×D1×PI+2×D1(1-R1)
C2＝R×D2×PI+2×D2(1-R2)
其中C1为手指尖周长,C2为手指根部周长。PI取3.14，R1为手指尖部拟合的椭圆短半轴与长半轴的比，R2为手指根部拟合的椭圆短半轴与长半轴的比，D1为手指尖图像上取两点对应实际空间两点间的距离，D2为手指根部图像上取两点对应实际空间两点间的距离。
②手掌周长的计算公式：
C3＝(D3-2)×2+PI×2+0.6
其中C3为手掌周长。PI取3.14，D3为手掌图像上取两点对应实际空间两点间的距离，可以认为是手掌中间较平部分为矩形，两边弧形合成的圆；手掌周长为矩形两条边加圆的周长。
③手腕周长的计算公式：
L1＝R3×D4×PI+2×D4(1-R3)
L2＝R4×D5×PI+2×D5(1-R4)
其中L1为手腕关节处周长、L2为距离手腕关节6cm处的周长。PI取3.14，R3为手腕关节处拟合的椭圆短半轴与长半轴的比，R4为距离手腕关节6厘米处拟合的椭圆短半轴与长半轴的比，D4为手腕关节处图像上取两点对应实际空间两点间的距离，D5为图像上距离手腕关节
6cm处取两点对应实际空间两点间的距离。
步骤4)：测量参数以及图像的显示；
每测量完一个参数都会显示在界面上，相应图像操作线的也会显示在界面的手部图像上，最后把全部测量结果显示到文本框上，相应的在图像上的操作线显示在图像上。
步骤5)：参数以及图像的保存；
将步骤4)得到的参数及图像保存到计算机(B1)。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：
上述对手部图像进行鼠标取点测量处理中是根据手部各个部位的不同进行选择拟合椭圆函数x2+Axy+By2+Cx+Dy+E＝0。
其中(x1,y1),(x2,y2),(x3,y3),(x4,y4),(x5,y5)为图像上手指边缘点的像素坐标。将取N(N＞5)个测量点代入即可计算求得椭圆系数：A,B,C,D,E。然后，由椭圆系数计算出椭圆短半轴与长半轴的比值，并将相应的比值代入C1,C2,L1,L2计算公式。
基于手部图像的参数测量方法与装置
技术领域
背景技术
发明内容
图3是使用鼠标取手部边缘两点间的位置进行测量距离图。
图4是在图像上的操作线。
具体实施方式
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