一种基于Kinect的网络虚拟试衣系统的制作方法

一种基于kinect的网络虚拟试衣系统
技术领域
1.本发明涉及计算机信息处理技术领域，具体为一种基于kinect的网络虚拟试衣系统。


背景技术：

2.随着电子商务的飞速发展，网络购物成为人们日常生活中必不可少的一部分，在以淘宝、京东等购物网站为代表的电商巨头已经逐渐深入到人们的日常生活当中。在网购平台购买衣服的消费者变得越来越多。消费习惯的改变，使网购变成一种大势所趋，传统实体店遭受了非常大的冲击和挑战。
3.相对于传统的实体店，电子商务具有很多十分明显的优势，如购物便捷、商品价格较低、消费信息统计方便等，然而实体店的核心优势是具有良好的顾客体验，这正是电子网购平台所欠缺的。体感虚拟试衣技术的出现不仅弥补了电子商务在顾客试衣体验上的不足，又具备了电子商务的上述优点。
4.kinect是微软在2009年6月2日的e3大展上，正式公布的xbox360体感周边外设。kinect彻底颠覆了游戏的单一操作，使人机互动的理念更加彻底的展现出来。它是一种3d体感摄影机(开发代号“project natal”)，同时它导入了即时动态捕捉、影像辨识、麦克风输入、语音辨识、社群互动等功能。玩家可以通过这项技术在游戏中开车、与其他玩家互动、通过互联网与其他xbox玩家分享图片和信息等。随着体感交互技术和虚拟现实技术的快速发展，其中一个分支虚拟试衣技术由于其实用性和便捷性成为很重要的一个研究方向。目前国内对于虚拟试衣技术的研究还不成熟，许多试衣系统的服装模型真实性和用户体验感有待提高。
5.现有的技术中的这种虚拟试衣方法的确有一定的效果，但也有很大的弊端，比如，最终试衣效果的好坏主要取决于摄影师的拍摄水平和图像处理人员的制作水平，并且这种2d平面试衣的效果非常有限，很难体现出服装的质感和着装的立体效果。鉴于这些弊端，基于3d模型技术的虚拟试衣技术的研究开始出现。
6.因此，急需一种基于kinect的网络虚拟试衣系统以解决上述问题。


技术实现要素：

7.本发明的目的在于提供一种基于kinect的网络虚拟试衣系统，提出的虚拟试衣系统可以在现场快速进行交互试衣搭配，同时还为客户提供评分、拍照等大量丰富有趣的功能，从而降低了服装店对服务人员的依赖从而降低了人力成本。
8.一种基于kinect的网络虚拟试衣系统，所述的试衣系统包括以下步骤：
9.s1构建虚拟服装,利用3d建模软件建立三维服装模型，同时为三维服装搭建人体骨骼模型，将模型导入unity3d中进行场景管理；
10.s2针对kinect深度图像的导向滤波算法改进，导向滤波的引导图采用双阈值的处理方法，通过对深度图像的直方图中灰度值的分布选取合适的阈值；对深度图像进行双阈
值处理，生成二值化图像；将处理过后的深度图像作为引导图，利用导向滤波算法对空洞区域进行深度填充；
11.s3虚拟试衣系统的实现，将带有人体骨骼的三维服装模型与通过kinect摄像头所采集到的用户的三维信息进行骨骼绑定，实现用户与虚拟服装的虚实融合，通过对服装布料物理特性的模拟，提高虚拟服装的逼真度；实现手部语义的判别，通过手势识别对系统界面进行操控以及完成换装；
12.s4互联网上交互虚拟平台的实现，在unity3d引擎中，将虚拟试衣场景发布为webgl格式，通过web3d技术进行网页布局，利用unity3d引擎与网页之间的相关函数进行数据传输，同时通过网页前台的人体动作捕捉实现网页的虚拟试衣和换装。
13.进一步的，所述s2中导向滤波算法改进是针对kinect采集的深度图像普遍存在噪声和空洞的现象而降低人体动作跟踪和识别的效果及精度的问题进行的数据处理。
14.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
15.(1)三维服装模型的创建和模拟。利用3ds max建模软件创建三维服装模型，重点研究了三维服装的建模方法，并对服装模型进行了布料仿真，从而提高了服装的逼真度；然后为服装模型添加了人体骨骼，并研究了服装模型的蒙皮算法；最后将模型导入unity3d中，为系统的开发做准备。
16.(2)kinect三维人体数据的采集。针对kinect摄像头采集的深度图像普遍存在噪声和空洞的现象，降低了人体动作跟踪和识别的效果及精度，本文引入阈值图像作为引导图的一种面向kinect采集的深度图像的导向滤波改进算法，完成对kinect获取的深度图像的有效滤波，且有效消除了光照阴影等导致的虚假边缘；然后利用kinect获取经过滤波处理的人体深度图像数据，通过kinect和unity3d相结合的骨髂控制方法，实现用户和服装模型的交互设计，实现了衣随人动的试衣效果。
17.综上，本发明所述的一种基于kinect的网络虚拟试衣系统，系统通过将服装的三维模型与人体的三维信息进行骨骼的深度绑定，实现了真实世界与虚拟服装的虚实融合，并对服装布料的物理特性进行了模拟，提高了虚拟试衣的逼真度；另外，系统通过手势识别对系统界面进行操控；其次本系统还支持用户对试衣效果进行拍照，以供用户进行保存和分享。最后在unity3d引擎中，将虚拟试衣场景发布为webgl格式，利用unity3d引擎与网页之间的相关函数进行数据传输，实现网页虚拟试衣的功能，结合现有的虚拟试衣系统，弥补了其欠缺3d服装展示能力、配套功能不完备等缺点，实现了一套用户体验良好、功能较为完备的体感虚拟试衣系统。
附图说明
18.图1为本发明一种基于kinect的网络虚拟试衣系统的逻辑流程框图。
具体实施方式
19.下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
20.一种基于kinect的网络虚拟试衣系统，所述的试衣系统包括以下步骤：
21.s1构建虚拟服装,利用3d建模软件建立三维服装模型，同时为三维服装搭建人体骨骼模型，将模型导入unity3d中进行场景管理；
22.s2针对kinect深度图像的导向滤波算法改进，导向滤波的引导图采用双阈值的处理方法，通过对深度图像的直方图中灰度值的分布选取合适的阈值；对深度图像进行双阈值处理，生成二值化图像；将处理过后的深度图像作为引导图，利用导向滤波算法对空洞区域进行深度填充；
23.s3虚拟试衣系统的实现，将带有人体骨骼的三维服装模型与通过kinect摄像头所采集到的用户的三维信息进行骨骼绑定，实现用户与虚拟服装的虚实融合，通过对服装布料物理特性的模拟，提高虚拟服装的逼真度；实现手部语义的判别，通过手势识别对系统界面进行操控以及完成换装；
24.s4互联网上交互虚拟平台的实现，在unity3d引擎中，将虚拟试衣场景发布为webgl格式，通过web3d技术进行网页布局，利用unity3d引擎与网页之间的相关函数进行数据传输，同时通过网页前台的人体动作捕捉实现网页的虚拟试衣和换装。
25.优选的，所述s2中导向滤波算法改进是针对kinect采集的深度图像普遍存在噪声和空洞的现象而降低人体动作跟踪和识别的效果及精度的问题进行的数据处理。
26.实施例1
27.一种基于kinect的网络虚拟试衣系统，所述的试衣系统包括以下步骤：
28.(1)、构建虚拟服装。利用3d建模软件建立三维服装模型，重点研究了三维服装建模，同时为三维服装搭建人体骨骼；此外对带有人体骨骼的三维服装模型进行蒙皮算法的研究；然后将模型导入unity3d中进行场景管理，为后续的工作奠定了系统开发基础。
29.(2)、针对kinect深度图像的导向滤波算法改进。针对kinect采集的深度图像普遍存在噪声和空洞的现象而降低人体动作跟踪和识别的效果及精度的问题，本文提出一种面向导向滤波的深度图像滤波算法。导向滤波的引导图采用双阈值的处理方法，通过对深度图像的直方图中灰度值的分布选取合适的阈值；然后对深度图像进行双阈值处理，生成二值化图像；最后将处理过后的深度图像作为引导图，利用导向滤波算法对空洞区域进行深度填充。实验结果表明，经该算法处理后的深度图像保持了导向滤波平滑保边的优点，由于引入阈值图像作为引导图像，在滤波的同时消除了光照阴影等导致的虚假边缘，并且此算法可以兼顾实时性和视觉效果。
30.(3)、虚拟试衣系统的实现。将带有人体骨骼的三维服装模型与通过kinect摄像头所采集到的用户的三维信息进行骨骼绑定，实现用户与虚拟服装的虚实融合；通过对服装布料物理特性的模拟，提高虚拟服装的逼真度；其次，实现手部语义的判别，通过手势识别对系统界面进行操控以及完成换装，让虚拟试衣系统更加智能化；根据kinect捕获的骨骼节点作为研究对象，通过关节点之间的距离与服装模型关节点距离的比例关系，计算出服装模型相关的尺寸数据，然后通过调用模型缩放函数调整服装大小，实现服装大小的自动调整；最后，本系统还支持用户对试衣效果进行拍照，以供用户进行保存和分享。
31.(4)、互联网上交互虚拟平台的实现。为了让更多的人获得虚拟试衣的体验，在unity3d引擎中，将虚拟试衣场景发布为webgl格式，通过web3d技术进行网页布局，利用unity3d引擎与网页之间的相关函数进行数据传输，同时通过网页前台的人体动作捕捉实
现网页的虚拟试衣和换装。实验结果表明，本系统克服了以往虚拟试衣真实感不强的缺点，并且提高了虚拟试衣的便捷性，具有较强的实用价值。
32.工作原理：
33.一种基于kinect的网络虚拟试衣系统，系统通过将服装的三维模型与人体的三维信息进行骨骼的深度绑定，实现了真实世界与虚拟服装的虚实融合，并对服装布料的物理特性进行了模拟，提高了虚拟试衣的逼真度；另外，系统通过手势识别对系统界面进行操控；其次本系统还支持用户对试衣效果进行拍照，以供用户进行保存和分享。最后在unity3d引擎中，将虚拟试衣场景发布为webgl格式，利用unity3d引擎与网页之间的相关函数进行数据传输，实现网页虚拟试衣的功能，结合现有的虚拟试衣系统，弥补了其欠缺3d服装展示能力、配套功能不完备等缺点，实现了一套用户体验良好、功能较为完备的体感虚拟试衣系统。
34.为了让更多的人获得虚拟试衣的体验，将虚拟试衣场景发布到互联网上，通过用户与互联网交互，实现网页上的虚拟试衣。本发明通过unity3d引擎，将完成的虚拟试衣场景项目发布成web格式，通过网页与unity3d引擎之间的通信，实现用户与虚拟场景的交互。
35.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。