利用网络上传二维平面照片建立三维足部模型的制鞋方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种利用互联网上传二维平面照片建立三维足部模型的制鞋方法。
【背景技术】
[0002] 每个人都希望穿着一双合脚的鞋子，现有制鞋方法是依据鞋楦制鞋，鞋楦是按照 大部分人的脚型取平均值批量生产的，不可能符合每个人的脚型，所以在现实生活中买鞋 是要反复试穿的，电商网购过程中用户与生产者之间没有真实的三维数据对接。
[0003] 所以上述现象存在多个缺陷，如一，现有的制鞋方法，制造出的鞋子，即使是同样 的尺码，也不可能符合每个人脚的三维形状;二，如果把尺码鞋楦进行细分，是能够满足绝 大多数人的需求，但实际过程中用户与生产者之间没有真实的三维数据交互对接，生产者 不知道用户的足部三维尺寸，用户也不知道自己的足部三维尺寸;三，即使为了获取足部三 维模型，现在都是用各种扫描设备，如扫描仪等方式获取个性足部三维模型，但扫描设备、 扫描仪等都需要固定的场地，专业的人员操作，且整体足部不易扫描，这些无疑都在增加成 本与难度;上述问题都是需要我们加以解决的。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是提供一种利用网络上传二维平面照片建立三维足部模型的制鞋 方法的技术方案，解决不能快速、方便、低成本制造能符合个体整体足部三维尺寸鞋子的问 题。
[0005] 为了实现上述目的，本发明的技术方案是提供一种利用网络上传二维平面照片建 立三维足部模型的制鞋方法，包括通过计算机建立三维足部模型、根据三维足部模型尺寸 匹配或制造鞋楦、根据三维足部模型或鞋楦制鞋的步骤，计算机建立三维足部模型依次包 括最少拍摄两张不同角度整个足部或脚底照片图像、照片图像两两间立体匹配寻找脚底或 整个足部的特征及轮廓线、根据匹配的特征及轮廓线利用射影定理与拍照位置的三角函数 计算视差值、将视差值信息与原始照片图像结合得到照片中脚底或整个足部的三维点云和 根据三维点云将点连成面获得三维足部模型步骤，其中，拍照片时足部位置放置有绝对定 值参照物，含有绝对定值参照物的照片图像通过自拍互联网上传数据或制鞋现场拍摄留存 数据。
[0006] 绝对定值参照物为直尺、有固定尺寸的纸张或有固定尺寸的黑白棋盘格。
[0007] 识别脚底或整个足部特征及轮廓线采用SIFT算法，SIFT特征向量的匹配主要就是 对两幅待匹配照片中图像的SIFT特征向量进行相似性度量，计算第1幅图像的每个局部特 征点在待匹配第2幅图像的特征点集中的最邻近匹配;为了排除因为图像遮挡和背景混乱 而产生的无匹配关系的特征点，通过比较最邻近距离和次邻近距离来消除错配；
式中，?为最邻近距离，为次邻近距离，当它们的比值小于距离比例阈值时 判定为正确匹配，否则为错误匹配。
[0008] 计算出视差值又称运动恢复结构，计算二张照片图像之间相应像素的视差值从而 确定深度输出大小。
[0009] 根据视差深度信息进行多视立体重建建立三维点云，多视立体重建采用PMVS算 法，PMVS算法主要包括特征点匹配、扩散、过滤三步。
[0010] 通过泊松表面重建算法将三维点云的点连成面。
[0011] 本发明用户用手机、摄像机、相机或视频探头单台设备拍摄视频或照片，根据个体 足部数据，利用摄像拍照的不同角度的最少两张二维照片快速生成3D模型，在个体整个足 部三维模型的基础上自动匹配鞋楦的三维模型，或者也可以只生成脚底三维模型，使用户 的脚部三维数据与工厂的鞋楦三维数据交互对接，制造出符合每个人脚形的鞋，并与成品 鞋生产工艺快速对接，融入传统制鞋工艺中。
[0012] 本发明的有益效果是:本发明只用一台成像设备，不固定成像设备拍摄角度;拍摄 设备广泛如手机等，拍摄地点自由，操作方便，照片图像经互联网上传即可对接生成厂家鞋 楦数据或制作符合个体数据的鞋楦进行制鞋。
【具体实施方式】
[0013] 下面详细说明本发明的优选实施例。
[0014] 本实施例提供一种利用网络上传二维平面照片建立三维足部模型的制鞋方法，包 括通过计算机建立三维足部模型、根据三维足部模型尺寸匹配或制造鞋楦、根据三维足部 模型或鞋楦制鞋的步骤，计算机建立三维足部模型依次包括最少拍摄两张不同角度整个足 部或脚底照片图像、照片图像两两间立体匹配寻找脚底或整个足部的特征及轮廓线、根据 匹配的特征及轮廓线利用射影定理与拍照位置的三角函数计算视差值、将视差值信息与原 始照片图像结合得到照片中脚底或整个足部的三维点云和根据三维点云将点连成面获得 三维足部模型步骤，其中，拍照片时足部位置放置有绝对定值参照物，照片图像通过自拍互 联网上传数据或制鞋现场拍摄留存数据。
[0015] 本实施例为了获取脚底或整个足部三维模型，我们多角度的摄像或拍照生成多张 照片，拍照片时足部位置放置有绝对定值参照物A4纸，照片图像通过自拍互联网上传数据 或制鞋现场拍摄留存数据，本实施例对足部拍摄两张不同角度的照片，对连续相连的二张 照片中的特征点，进行两两匹配。这一步是能够精确识别物体的局部特征与轮廓线，并且对 二张照片进行快速准确的匹配，物体投影在图像平面上的轮廓线，是理解物体几何形状并 重构三维模型的重要信息。用的算法是用SIFT匹配计算方法。SIFT算法是一种提取局部特 征的算法，在尺度空间寻找极值点，提取位置，尺度，旋转不变量。
[0016] 根据匹配的结果，利用射影定理与相机固定位置的三角函数计算出视差值，这步 又称运动恢复结构(Structure from Motion)。对于结果的衡量标准主要是准确性，流行使 用的是基于Levenberg-Marquardt算法的Bundler。我们也可把这一步称为稀疏重建 (Sparse Reconstruct ion)。其实也是基于视差的算法，计算二幅图像之间相应像素的视 差，或者深度值是由光一致性获得视差，从而确定深度输出大小。
[0017] 将视差值信息与原始照片结合在一起，得到照片中物体的三维点云 有了视差深度?目息，我们就能进彳丁多视立体重建（M u 11 i - v i e w S t e r e ο Reconstruct ion) 了。由于处理的图像精度通常都比较高，所以这一步的计算量很大，执行 效率也因此成为判断算法优劣的标准之一。除了效率之外，还需要考虑重建的精度以及完 整性，因为这些因素决定了点云的质量。PMVS算法是目前表现最好的多视立体重建算法。 另外，为了表示和稀疏重建的区别，这一步也称为密集重建(Dense Reconstruction)。
[0018] 根据三维点云构建三维模型在已经得到了物体表面的一系列三维点云，但是还需 要把这些点连成面，才能在一般的三维建模软件中使用。现在比较常用的是泊松表面重建 算法（Poisson Surface Reconstruction) 〇
[0019] 本实施例的有益效果是本发明只用一台成像设备，不固定成像设备拍摄角度；拍 摄设备广泛如手机等，拍摄地点自由，操作方便，照片图像经互联网上传照片图形数据即可 对接生成厂家鞋楦数据或制作符合个体数据的鞋楦进行制鞋。
【主权项】
1. 一种利用网络上传二维平面照片建立三维足部模型的制鞋方法，包括通过计算机建 立三维足部模型、根据三维足部模型尺寸匹配或制造鞋楦、根据三维足部模型或鞋楦制鞋 的步骤，其特征在于:计算机建立三维足部模型依次包括最少拍摄两张不同角度整个足部 或脚底照片图像、照片图像两两间立体匹配寻找脚底或整个足部的特征及轮廓线、根据匹 配的特征及轮廓线利用射影定理与拍照位置的三角函数计算视差值、将视差值信息与原始 照片图像结合得到照片中脚底或整个足部的三维点云和根据三维点云将点连成面获得三 维足部模型步骤，其中，拍照片时足部位置放置有绝对定值参照物，照片图像通过自拍互联 网上传数据或制鞋现场拍摄留存数据。2. 根据权利要求1所述的利用网络上传二维平面照片建立三维足部模型的制鞋方法， 其特征在于:绝对定值参照物为直尺、有固定尺寸的纸张或有固定尺寸的黑白棋盘格。3. 根据权利要求1或2所述的利用网络上传二维平面照片建立三维足部模型的制鞋方 法，其特征在于:识别脚底或整个足部特征及轮廓线采用SIFT算法，SIFT特征向量的匹配主 要就是对两幅待匹配照片中图像的SIFT特征向量进行相似性度量，计算第1幅图像的每个 局部特征点在待匹配第2幅图像的特征点集中的最邻近匹配;为了排除因为图像遮挡和背 景混乱而产生的无匹配关系的特征点，通过比较最邻近距离和次邻近距离来消除错配； & ? ，：.. 式中，奴-?为最邻近距离，（?为次邻近距离，当它们的比值小于距离比例_值时·判 定为正确匹配，否则为错误匹配。4. 根据权利要求1或2所述的利用网络上传二维平面照片建立三维足部模型的制鞋方 法，其特征在于:计算出视差值又称运动恢复结构，计算二张照片图像之间相应像素的视差 值从而确定深度输出大小。5. 根据权利要求1或2所述的利用网络上传二维平面照片建立三维足部模型的制鞋方 法，其特征在于：根据视差深度信息进行多视立体重建建立三维点云，多视立体重建采用 PMVS算法，PMVS算法主要包括特征点匹配、扩散、过滤三步。6. 根据权利要求1或2所述的利用网络上传二维平面照片建立三维足部模型的制鞋方 法，其特征在于:通过泊松表面重建算法将三维点云的点连成面。
【专利摘要】本发明提供一种利用网络上传二维平面照片建立三维足部模型的制鞋方法，包括通过计算机建立三维足部模型、根据三维足部模型尺寸匹配或制造鞋楦、根据三维足部模型或鞋楦制鞋的步骤，拍照片时足部位置放置有绝对定值参照物，照片图像通过自拍互联网上传数据或制鞋现场拍摄留存数据；实现只用一台成像设备，不固定成像设备拍摄角度；拍摄设备广泛如手机等，拍摄地点自由，操作方便，照片图像经互联网上传即可对接生成厂家鞋楦数据或制作符合个体数据的鞋楦进行制鞋。
【IPC分类】G06T17/00
【公开号】CN105469441
【申请号】CN201510812521
【发明人】陈晓强, 徐文星, 乐洋
【申请人】南京脚度健康科技有限公司
【公开日】2016年4月6日
【申请日】2015年11月23日