用于头部姿势估计的方法和系统与流程

文档序号:20361671发布日期:2020-04-10 23:43阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种用于使用单眼相机(2)进行的头部姿势估计的方法,所述方法包括:

-提供由所述相机(2)记录的示出头部(10)的初始图像帧(in);以及

-用以下步骤执行至少一个姿势估计循环:

-在感兴趣区域(30)内识别并选择所述头部(10)的在所述初始图像帧(in)中具有2d坐标(pi)的多个显著点(s);

-使用所述头部(10)的几何头部模型(20),确定所选择的显著点(s)的与所述几何头部模型(20)的头部姿势相对应的3d坐标(pi);

-提供由所述相机(2)记录的示出所述头部(10)的更新的图像帧(in+1);

-在所述更新的图像帧(in+1)内识别具有更新的2d坐标(qi)的至少一些先前选择的显著点(s);

-通过使用透视n点法确定与所述更新的2d坐标(qi)相对应的更新的3d坐标(pi')来更新所述头部姿势;以及

-使用所述更新的图像帧(in+1)作为用于下一个姿势更新循环的初始图像帧(in)。

2.根据权利要求1所述的方法,其中,在执行所述至少一个姿势更新循环之前,所述相机(2)与所述头部(10)之间的距离被确定。

3.根据权利要求1或2所述的方法,其中,在执行所述至少一个姿势更新循环之前,所述头部模型(20)的尺寸被确定。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中,所述头部模型(20)是圆柱形头部模型。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中,多个连续的姿势更新循环被执行。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中,先前选择的显著点(s)是使用光流来识别的。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中,所述3d坐标(pi)是通过将来自所述相机(2)的图像平面(2.1)的2d坐标(pi)投影到可见头部表面(22)上来确定的。

8.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中,所述可见头部表面(22)是通过确定边界平面(24)与模型头部表面(21)的交集来确定的。

9.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中,所述边界平面(24)平行于所述相机(2)的x轴和所述圆柱形头部模型(20)的中心轴(23)。

10.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中,所述感兴趣区域(30)是通过将所述可见头部表面(22)投影到所述图像平面(2.1)上来定义的。

11.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中,所述显著点(s)是基于相关联的权重来选择的,所述相关联的权重取决于到所述感兴趣区域(30)的边界(31)的距离。

12.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中,所述透视n点法是基于所述显著点(s)的所述权重来执行的。

13.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中,在每个姿势更新循环中,所述感兴趣区域(30)被更新。

14.一种用于头部姿势估计的系统(1),包括单眼相机(2)和处理设备(3),所述系统被配置为:

-提供由所述相机(2)记录的示出头部(10)的初始图像帧(in);以及

-用以下步骤执行至少一个姿势更新循环:

-在感兴趣区域(30)内识别并选择所述头部(10)的在所述初始图像帧(in)中具有2d坐标(pi)的多个显著点(s);

-使用所述头部(10)的几何头部模型(20),确定所选择的显著点(s)的与头部姿势相对应的3d坐标(pi);

-接收由所述相机(2)记录的示出所述头部(10)的更新的图像帧(in+1);

-在所述更新的图像帧(in+1)内识别具有更新的2d坐标(qi)的至少一些先前选择的显著点(s);

-通过使用透视n点法确定与所述更新的2d坐标(qi)相对应的更新的3d坐标(pi')来更新所述头部姿势;以及

-使用所述更新的图像帧(in+1)作为用于下一个姿势更新循环的初始图像帧(in)。

15.根据权利要求14所述的系统,其中,所述系统(1)适于执行根据权利要求2至13中的任一项所述的方法。


技术总结
本发明涉及一种用于使用单眼相机(2)进行的头部姿势估计的方法。为了提供用于可靠而鲁棒的实时头部姿势估计的手段,本发明提供了该方法包括:‑提供由所述相机(2)记录的示出头部(10)的初始图像帧(In);以及‑用以下步骤执行至少一个姿势更新循环:‑在感兴趣区域(30)内识别并选择所述头部(10)在所述初始图像帧(In)中具有2D坐标(pi)的多个显著点(S);‑使用所述头部(10)的几何头部模型(20),确定所选择的显著点(S)的与头部姿势相对应的3D坐标(Pi);‑提供由所述相机(2)记录的示出所述头部(10)的更新的图像帧(In+1);‑在所述更新的图像帧(In+1)内识别具有更新的2D坐标(qi)的至少一些先前选择的显著点(S);‑通过使用透视n点法确定与所述更新的2D坐标(qi)相对应的更新的3D坐标(Pi')来更新所述头部姿势;以及‑使用所述更新的图像帧(In+1)作为用于下一个姿势更新循环的所述初始图像帧(In)。

技术研发人员:B·米尔巴赫;F·加西亚贝切罗;J·M·迪亚兹巴罗斯
受保护的技术使用者:IEE国际电子工程股份公司
技术研发日:2018.07.25
技术公布日:2020.04.10
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