基于图像和标记分水岭算法的手部形态与特征分析

发布时间：2023-01-08 13:24

　　人体尺寸数据是一项重要的基础数据资源,双手作为身体的重要部位,承担着人的大部分动作。真实有效的手部数据对于手部特征分析、相关产品设计、医学研究和刑事侦探都具有十分重要的意义。针对目前手部测量数据滞后、人工测量方法效率低而三维测量成本高的问题,论文提出了基于图像和标记分水岭算法来获取手部尺寸的方法,同时对获得的数据进行了准确性验证、手部形态和特征分析。该方法实现成本低,测量快速准确,并且对外部环境和测试人员要求低,符合将人工智能应用到人体测量工程的发展趋势。主要研究内容如下:以浙江地区青年男性手部为研究对象,选取50名测试者,通过人工测量的方法采集左右手尺寸数据,对左右手数据进行相关性分析,确定以右手为图像采集手。针对手部图像采集中可能出现的影响因素:光照、距离、稳定性等,设计了专门的手部图像采集试验箱,采集了 200名测试者的右手图像。既保障了图像采集效率和质量,对便携性和制造成本也进行了充分考虑。针对手部纹理特点,同时对比传统图像分割算法的结果,提出了使用标记分水岭算法提取手部特征点的方法。该方法对手部轮廓阴影区域、指节纹等微弱边缘具有良好的响应能力,而且可以避免因手部纹理复杂而引起... 

【文章页数】：94 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景
    1.2 相关研究现状
        1.2.1 手部测量标准和方法
        1.2.2 手部图像处理方法
        1.2.3 手部特征分析
    1.3 论文研究目的及意义
    1.4 论文研究内容及技术路线
    1.5 创新点
第二章 手部数据人工测量
    2.1 测量对象及测量工具
    2.2 测量姿势及测试项目
    2.3 测试人员及测量环境
    2.4 左右手相关性分析
    2.5 本章小结
第三章 基于图像和标记分水岭算法的手部测量方法
    3.0 图像采集装置设计
    3.1 手部图像分割
    3.2 基于标记分水岭算法的手部轮廓提取
        3.2.1 分水岭算法及数学原理简介
        3.2.2 标记分水岭算法提取手部轮廓
        3.2.3 手部轮廓坐标提取
    3.3 腕部特征点、指根和指尖特征点提取
        3.3.1 光滑手部轮廓
        3.3.2 指根和指尖、腕部特征点提取
    3.4 指节关键点提取
        3.4.1 指节纹提取
        3.4.2 指节关键点提取
    3.5 手部尺寸计算
    3.6 图像提取的手部尺寸误差分析
    3.7 本章小结
第四章 手部形态和特征分析
    4.1 手型分类
        4.1.1 因子分析
        4.1.2 聚类分析
    4.2 手部尺寸相互关系研究
        4.2.1 手长与指长、掌长的关系
        4.2.2 手宽与各指近位指关节宽的关系
        4.2.3 手长与虎口食指叉距的关系
        4.2.4 手长与身高之间的关系
    4.3 本章小结
第五章 手部分析系统设计与开发
    5.1 总体结构
    5.2 手部图像采集平台
    5.3 系统主界面介绍及关键功能实现
        5.3.1 系统主界面组成及功能介绍
        5.3.2 手部特征自动提取算法
        5.3.3 数据存储与表示
        5.3.4 手部特征分析实现
    5.4 系统运行实例
    5.5 本章小结
第六章 结论
    6.1 主要结论
    6.2 不足与展望
参考文献
附录一 人工测量受试者信息表
附录二 用于尺寸提取的部分手部图像
附录三 随机抽取的20名受试者的手工测量数据
附录四 用于对比的20名受试者的图像识别数据
附录五 数据聚类结果
附录六 系统实现的关键代码
攻读硕士学位期间研究成果
    1、攻读硕士学位期间发表论文
    2、攻读硕士学位期间申请专利
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于改进Canny算子的手势图像边缘检测[J]. 柏丽银,彭亚雄,陆安江.  电子科技. 2020(07)
[2]恒定亮度闭环节能灯设计[J]. 师晴晴.  技术与市场. 2019(10)
[3]关于数字图像处理中多种去噪方法的比较[J]. 马璐,杨文飞.  吉林工程技术师范学院学报. 2019(09)
[4]运用分水岭算法对航片数据的单木信息提取与识别[J]. 李明华,陈雨竹,周淑芳,肖舜祯.  东北林业大学学报. 2019(09)
[5]色彩空间变换和基于距离变换的分水岭算法在白细胞图像分割中的应用[J]. 赵晓晴,刘景鑫,张海涛,胡笑含,李大军,李慧盈.  中国医疗设备. 2019(07)
[6]基于分水岭算法的遥感图像分割方法研究[J]. 李旗,魏楚.  无线互联科技. 2019(13)
[7]基于阈值标记的分水岭算法遥感图像道路提取[J]. 李杰,冯魁祥,朱玲玲,云海姣.  长春大学学报. 2019(06)
[8]人体体型分类方法研究综述[J]. 汪海仙,尚笑梅.  现代丝绸科学与技术. 2019(03)
[9]基于分水岭分割的图像处理算法研究[J]. 夏梦琴,周建,王静,史道玲,曹齐松.  科技视界. 2019(17)
[10]数字图像边缘检测算子的研究[J]. 胡菊霞,方丽娟.  职大学报. 2019(02)

硕士论文
[1]基于图像的人体尺寸获取[D]. 尹汪.武汉纺织大学 2018
[2]一种基于标记的分水岭算法在乳腺图像钙化点分割中的应用[D]. 温治军.兰州大学 2018
[3]基于手部特征的图像采集与识别系统研究[D]. 王黎黎.沈阳工业大学 2013
[4]基于数字图像的青年男体二维非接触式测量系统研究[D]. 陈国旗.苏州大学 2011
[5]基于数字图像的青年女性体型及非接触式二维测量系统研究[D]. 谭菲.苏州大学 2010
[6]基于体表形态的青年男体体型分类及测量系统的研究[D]. 许家岩.苏州大学 2009
[7]基于数字图像的青年女体测量系统研究[D]. 黄秀丽.苏州大学 2009
[8]基于多层次浸没的分水岭算法[D]. 杨飞锋.上海交通大学 2007
[9]鞍山市成人手形态的人类学研究[D]. 孙进.大连医科大学 2006
[10]应用人机工程学研究[D]. 李伟.东华大学 2006



本文编号：3728551