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题目:基于彩色图像的手部测量系统的研究与实现

关键词:人体测量;手部测量;轮廓提取;手形识别;特征识别

  摘要

手部形状测量是人体测量的重要组成部分,也是身份认证的重要方法之一。生产制造业的发展对测量规模和准确性提出了更高的要求,自动化的测量方式由此而产生。基于彩色图像的手部测量是其中一种重要的方法。针对尚未出现手部自动化测量的完整解决方案,本文在大量实验的基础上,构建并提出了一套算法处理流程,主要包含手部轮廓提取算法和特征点识别算法这两个关键技术。前者的目标是从手部图像入手,得到连续且完整的手部轮廓点集。因为传统的图像分割以及边缘检测算法不能适用,所以文中提出了一种利用手部图像色彩信息的方法。该方法通过色度变换过程充分利用了皮肤的色调特征,并通过中值滤波处理以及轮廓跟踪方法得到连续的手部轮廓点集。特征点识别是手部测量的另一个技术难点。文中针对手部特征点各自的特征给出了不同的处理方法,其中大量位于指尖以及指缝末端处的特征点,由于手部轮廓在经过这些位置时方向改变显著,因此使用DOS方法得到轮廓点的曲率特征曲线,进而分析得到比较准确的位置信息。算法的验证采用了彩色平面扫描仪产生的真实人体手部图像作为实验数据,实验结果表明,手部自动测量算法在成功率(识别率)和准确率上都能够满足实际需要,并且具有一定的鲁棒性。最后,结合研究成果设计并实现了“手部测量系统”,主要目的是提供方便、快捷并且准确的自动化测量工具。该系统不仅实现了自动化测量算法,还具有完善的交互功能,目前已经实际应用于大量人体手部数据的测量工作。