一種建立服裝圖像多層次細(xì)節(jié)骨架模型的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種建立服裝圖像骨架模型的方法，尤其是一種建立服裝圖像多層次 細(xì)節(jié)骨架模型的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 圖像處理領(lǐng)域中，骨架可W用一種簡單緊湊的方式對物體進(jìn)行描述，尤其在服裝 圖像的處理應(yīng)用中，骨架可W集中體現(xiàn)服裝的一系列信息，比如對稱性、方向性、屬性。但在 實(shí)際應(yīng)用中，骨架不僅容易受到物體輪廓線的干擾而產(chǎn)生不合理的細(xì)小分支，而且自身可 能也包含過多過雜的小分支。因此，骨架簡化成為了在具有豐富細(xì)節(jié)的骨架中提取有效特 征的一個重要手段。傳統(tǒng)的骨架簡化方法大多數(shù)采取簡單的裁剪方法，即先選定一個與骨 架屬性相關(guān)的參數(shù)（通常選取長度為參數(shù)），然后通過設(shè)置該參數(shù)的闊值來裁剪掉干擾分 支W及不重要的骨架分支。但該種方法只能得到一個相對簡化的骨架，而不能抽離出最重 要的骨架原型；另外，參數(shù)的闊值不容易確定，常常需要人為地進(jìn)行設(shè)置和調(diào)整。該種方法 存在不確定性大和效率低下的缺點(diǎn)，因而無法滿足骨架在實(shí)際應(yīng)用中的多重、快速的應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 針對上述提到的傳統(tǒng)骨架簡化方法所存在的不確定性大和效率低下的缺點(diǎn)，本發(fā) 明提供了一種建立服裝圖像多層次細(xì)節(jié)骨架模型的方法，通過將修改的化geRank方法運(yùn) 用到建立服裝圖像的骨架中，對骨架分支進(jìn)行重要性等級評估，并且進(jìn)行不同層次的分級， 自動建立一個多層次細(xì)節(jié)的模型。該模型在服裝分類和服裝匹配中具有很大的應(yīng)用前景。
[0004] 如圖1所示，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案包括W下步驟：
[0005] 步驟一、提取服裝骨架；通過OPENCV工具從服裝圖像提取服裝輪廓并等距采 樣得到服裝輪廓的多邊形，將組成服裝輪廓的多邊形作為約束條件，對多邊形內(nèi)部進(jìn)行 Delaunay=角剖分，使得多邊形內(nèi)部的=角形保持Delaunay=角形的屬性，得到具有兩種 不同類型邊的=角形；兩種不同類型邊為存在于服裝輪廓的內(nèi)部的內(nèi)部邊和存在于服裝輪 廓上的邊界邊，邊界邊由兩個相鄰的服裝輪廓點(diǎn)之間的連線組成，再將剖分得到的=角形 根據(jù)所具有內(nèi)部邊和邊界邊的數(shù)量劃分為=類，提取每個=角形的內(nèi)部骨架線段，將所有 =角形的內(nèi)部骨架線段端點(diǎn)首尾相連，得到服裝骨架；
[0006] 上述的服裝圖像中圖像背景顏色單一并與服裝顏色的具有明顯色差，能顯示出服 裝輪廓。
[0007] 步驟二、對所提取的服裝骨架進(jìn)行光滑：
[000引提取服裝骨架中的服裝骨架分支，為了光滑服裝骨架，分別對每個服裝骨架分支 進(jìn)行Bezier曲線擬合，將服裝骨架分支的兩個端點(diǎn)作為Bezier曲線的始末點(diǎn)，服裝骨架分 支中間的骨架連接點(diǎn)作為Bezier曲線的控制點(diǎn)；該樣既可達(dá)到光滑的效果，又可保持關(guān)鍵 點(diǎn)的位置不變，W此來保證服裝骨架的整體位置不變。
[0009] 步驟=、提取服裝輪廓對稱軸：
[0010] 大部分服裝都具有對稱性，因此先用主成分分析PCA(PrincipalComponent Analysis)方法對服裝輪廓的等距采樣點(diǎn)進(jìn)行降維得到兩個特征向量，兩個特征向量分別 作為主方向和次方向；W服裝輪廓的重屯、點(diǎn)為經(jīng)過點(diǎn)，分別W主方向和次方向?yàn)橹本€方向， 各自組成兩個PCA軸，每個PCA軸將服裝輪廓分割成兩側(cè)的輪廓線P和Q;
[0011] W其中任意一個PCA軸為鏡像軸，將其中一側(cè)的輪廓線P鏡像映射到另一側(cè)，得 到鏡像部分輪廓線P'，該鏡像部分輪廓線P'和原來分割得到的另一部分側(cè)的輪廓線Q 在鏡像軸的同側(cè)，并計(jì)算鏡像軸同側(cè)兩個輪廓線P'和Q的鏡像Hausdorff距離（鏡像 Hausdorff距離表示成MHD(MirrorHausdorffDistance)值，用來衡量被PCA軸分割得 到的兩部分輪廓線P和Q的對稱性），分別計(jì)算兩個PCA軸分割得到兩側(cè)輪廓線的鏡像 Hausdorff距離，選取較小鏡像Hausdorff距離所對應(yīng)的PCA軸（即更具有輪廓對稱性的 軸）作為初始服裝輪廓對稱軸1。，初始服裝輪廓對稱軸1。進(jìn)行迭代調(diào)整得到真實(shí)服裝輪廓 對稱軸1 ;
[0012] 步驟四、匹配服裝骨架分支：
[0013] 利用真實(shí)服裝輪廓對稱軸1對服裝骨架分支根據(jù)重屯、的位置進(jìn)行左右歸類，計(jì)算 左、右側(cè)服裝骨架分支兩兩之間的鏡像Hausdorff距離；依次選取鏡像Hausdorff距離最小 值所對應(yīng)的兩個左右服裝骨架分支作為匹配對，已選取作為匹配對的兩個左右服裝骨架分 支不作為下一次選取匹配對的對象，直至其中一側(cè)的服裝骨架分支已被選取完，得到多組 匹配對；
[0014] 將鏡像Hausdorff距離依次從小到大排列，再運(yùn)用大津化SU法，每個鏡像 Hausdorff距離依次作為分割值，用分割值將所有得到的鏡像Hausdorff距離根據(jù)大小分 成兩類，并計(jì)算兩類各自的類內(nèi)方差W及類間方差，取兩類的類內(nèi)方差最小和類間方差最 大對應(yīng)的分割值作為最優(yōu)闊值，去除大于最優(yōu)闊值的鏡像Hausdorff距離所對應(yīng)的服裝骨 架分支匹配對；大于最優(yōu)闊值的鏡像Hausdorff距離所對應(yīng)的服裝骨架分支匹配對通常是 一些對稱性不高、匹配錯誤的匹配對，因此最后去除該些服裝骨架分支匹配對。
[001引步驟五、利用改進(jìn)的網(wǎng)頁排序方法（PageRank方法）計(jì)算骨架關(guān)鍵點(diǎn)的重要性 值：
[0016] 將每個骨架關(guān)鍵點(diǎn)作為網(wǎng)頁排序方法的頁面節(jié)點(diǎn)賦予相同的重要性初始值，每個 服裝骨架分支表示了兩個骨架關(guān)鍵點(diǎn)（服裝骨架分支的兩個端點(diǎn)）之間的一個鏈接，包含 出鏈和入鏈；
[0017] 所有的頁面節(jié)點(diǎn)和它們相互之間的鏈接關(guān)系組成了一個網(wǎng)絡(luò)圖模型，利用 化geRank方法可計(jì)算在該個網(wǎng)絡(luò)圖模型中每個頁面節(jié)點(diǎn)的重要性值?；痝eRank方法剛開 始賦予每個網(wǎng)頁相同的重要性值，通過出鏈、入鏈的關(guān)系不斷迭代計(jì)算來更新每個頁面節(jié) 點(diǎn)的化geRank得分（定義為PR值），直到得分穩(wěn)定為止。本發(fā)明中，改進(jìn)的化geRank方法 將出鏈、入鏈的路徑距離（即服裝骨架分支的長度）添加到方法中。
[0018] 將服裝骨架分支的長度作為網(wǎng)頁排序方法中重要性值的分配因素，采用網(wǎng)頁排序 方法通過出鏈、入鏈的關(guān)系不斷迭代計(jì)算更新，直至數(shù)值穩(wěn)定得到最后每個頁面節(jié)點(diǎn)的重 要性值，具體采用W下公式：
[0019] PR(E) =m-〇^-0^^PR(E,)
[0020] 其中，PR巧）表示頁面節(jié)點(diǎn)E的重要性值，m表示頁面節(jié)點(diǎn)E所鏈接的頁面節(jié)點(diǎn)Ei 的數(shù)量，N巧i)表示頁面節(jié)點(diǎn)Ei所鏈接的頁面節(jié)點(diǎn)數(shù)量，n表示頁面節(jié)點(diǎn)Ei所鏈接的頁面節(jié) 點(diǎn)Ej.的數(shù)量，UE。Ej.)表示兩個相互鏈接頁面節(jié)點(diǎn)&和Ej.之間的路徑長度，i表示頁面節(jié) 點(diǎn)E所鏈接的頁面節(jié)點(diǎn)&的序數(shù)，j表示頁面節(jié)點(diǎn)Ei所鏈接的頁面節(jié)點(diǎn)Ej.的序數(shù)；
[002U 步驟六、利用迭代循環(huán)計(jì)算服裝骨架的重要性值，建立服裝圖像的多層次細(xì)節(jié)骨 架模型：
[0022] 將服裝的骨架末梢點(diǎn)所連接的唯一服裝骨架分支定義為骨架末梢分支，重復(fù)計(jì)算 服裝骨架關(guān)鍵點(diǎn)的重要性值并且簡化服裝骨架，得到最后的服裝圖像的多層次細(xì)節(jié)骨架模 型.
[0023] 從最初的服裝骨架開始，W上過程可W得到一系列依次簡化的服裝骨架，共同組 成了從繁到簡的一系列服裝骨架。為了應(yīng)用的方便性，將該些服裝骨架的排列方式重新倒 序排列，得到從簡到繁的一系列服裝骨架，即服裝圖像的多層次細(xì)節(jié)骨架模型。
[0024] 所述步驟一中，剖分得到的=角形根據(jù)所具有的內(nèi)部邊和邊界邊的數(shù)量采用W下 方式劃分為=類；具有一個內(nèi)部邊和二個邊界邊的為I類=角形，具有二個內(nèi)部邊和一個 邊界邊的為II類=角形，具有=個內(nèi)部邊的為III類=角形。
[0025] 所述步驟一中，內(nèi)部骨架線段包括I類S角形中內(nèi)部邊的中點(diǎn)和該內(nèi)部邊所對的 S角形頂點(diǎn)的連線、II類S角形中兩個內(nèi)部邊的中點(diǎn)之間連線、III類S角形中S個內(nèi)部 邊的中點(diǎn)和S角形Voronoi點(diǎn)的各自連線。
[0026] 所述步驟二中，提取服裝骨架中的服裝骨架分支具體為：根據(jù)步驟一組成服裝骨 架的點(diǎn)有W下=類；連接=個=角形內(nèi)部骨架線段的骨架交叉點(diǎn)、連接二個=角形內(nèi)部骨 架線段的骨架連接點(diǎn)和只連接一個=角形內(nèi)部骨架線段的骨架末梢點(diǎn)；將骨架交叉點(diǎn)和 骨架末梢點(diǎn)作為骨架關(guān)鍵點(diǎn)，如果兩個骨架關(guān)鍵點(diǎn)之間的骨架線段路徑上不存在骨架交叉 點(diǎn)，則該骨架線段路徑為服裝骨架分支，該兩個骨架關(guān)鍵點(diǎn)為服裝骨架分支的兩個端點(diǎn)。
[0027] 所述步驟=中，對初始服裝輪廓對稱軸Ik采用W下方式進(jìn)行迭代調(diào)整W接近真實(shí) 服裝輪廓對稱軸：
[0028] 3. 1)服裝輪廓對稱軸Ik將服裝輪廓分割為兩側(cè)的輪廓線Pk和Qk，k為服裝輪廓對 稱軸調(diào)整次數(shù)，將其中一部分輪廓線PkW服裝輪廓對稱軸1k為基準(zhǔn)映射到另一側(cè)，得到鏡 像部分輪廓P'k;
[0029] 3.2)將鏡像部分輪廓P'k和另一側(cè)輪廓線Qk上的點(diǎn)作為兩個點(diǎn)集合，用 ICPQterativeClosestPoints)方法不斷計(jì)算并更新得到鏡像部分輪廓P"k，更新后的 鏡像部分輪廓P"k和其初始未映射的部分輪廓Pk進(jìn)行點(diǎn)的一一對應(yīng)，得到對應(yīng)的各對匹 配點(diǎn)；
[0030] 3. 3)利用最小二乘法，將每對匹配點(diǎn)連接線段的中點(diǎn)作為點(diǎn)集來擬合得到新的服