畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-非接觸人體測(cè)量技術(shù)中圖像處理設(shè)計(jì)1.doc

分類號(hào)_ 密級(jí)_ udc _ 學(xué)號(hào) 2008300016 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 論文題目非接觸人體測(cè)量技術(shù)中圖像處理設(shè)計(jì) thesis topic thethe contactcontact ofof imageimage processingprocessing technologytechnology bodybody measurementsmeasurements 2010 年 6 月 10 日 學(xué) 生 姓名 所 在 院 系輕紡工程與美術(shù)學(xué)院紡織服裝系 專 業(yè) 班 級(jí)機(jī)械 0801 班 導(dǎo)師姓名 職稱 講師 編號(hào)： 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯許可證 輕紡工程與美術(shù)學(xué)院 紡織與服裝系 機(jī)械設(shè)計(jì)制造極其自動(dòng)化專業(yè)陳 濤學(xué)生所編寫(xiě)的畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 61 頁(yè)，字?jǐn)?shù) 23874 ，符合畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 大綱的要求。 經(jīng)審查：該生已學(xué)完教學(xué)計(jì)劃規(guī)定的全部課程，成績(jī)合格，畢業(yè)設(shè)計(jì)電 子文檔最后一稿已交，準(zhǔn)予參加畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯。 相 關(guān) 材 料 材 料 名 稱數(shù)量 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）1 冊(cè) 畢業(yè)論文縮寫(xiě)1 冊(cè) 實(shí)習(xí)日記1 冊(cè) 答辯匯報(bào)稿1 份 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）電子版（最后一稿磁盤(pán)文件）1 套 指導(dǎo)教師： （簽名） 教研室主任： （簽名） 系 主 任： （簽名） 院 長(zhǎng)： （簽名） 2010 年 6 月 日 第 1 頁(yè) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目： 非接觸人體測(cè)量技術(shù)中圖像處理設(shè)計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）要求及原始數(shù)據(jù)（資料）畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）要求及原始數(shù)據(jù)（資料）： 1.1 設(shè)計(jì)要求 在非接觸人體測(cè)量硬件部分得出的圖像的前提下，通過(guò)基于深度優(yōu)先遍歷的roberts算子 從而完成邊緣識(shí)別，再通過(guò)圖像邊緣像素點(diǎn)間距轉(zhuǎn)換為實(shí)際參數(shù)。 原始數(shù)據(jù)（資料） 第一階段：畢業(yè)設(shè)計(jì)準(zhǔn)備階段 1基本了解非接觸人體測(cè)量系統(tǒng)的工作原理及硬件構(gòu)成。 2. 將圖像處理設(shè)計(jì)分為三個(gè)設(shè)計(jì)階段。 第二階段：擬定方案并進(jìn)行設(shè)計(jì) 1. 大學(xué)計(jì)劃網(wǎng)站應(yīng)用方案板塊相關(guān)方案 2. 實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)下冊(cè) 第三階段: 軟件調(diào)試階段 第四階段：畢業(yè)設(shè)計(jì)論文縮寫(xiě) 學(xué)生需向老師提交以下資料： 1.畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 2.畢業(yè)（設(shè)計(jì)）論文全部電子文檔，文件名格式： 第 2 頁(yè) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）主要內(nèi)容： 一、硬件部分簡(jiǎn)介 二、軟件部分設(shè)計(jì) 1、 圖的定義及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu) 2、 圖的優(yōu)先遍歷設(shè)計(jì)部分 3、 基于優(yōu)先遍歷的邊緣識(shí)別部分、 4、 像素點(diǎn)間距與實(shí)際參數(shù)間轉(zhuǎn)換 學(xué)生應(yīng)交出的設(shè)計(jì)文件（論文）： 1.畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 冊(cè) 2.畢業(yè)論文縮寫(xiě) 1 冊(cè) 3.實(shí)習(xí)報(bào)告 1 冊(cè) 4.答辯匯報(bào)稿 1 份 5.畢業(yè)（設(shè)計(jì)）論文全部電子文檔（最后一稿） ，文件名格式： 專業(yè)姓名：論文題目 專業(yè)姓名：論文縮寫(xiě) 第 3 頁(yè) 主要參考文獻(xiàn)（資料）：主要參考文獻(xiàn)（資料）： 1 翟文斌基于圖像處理的人體測(cè)量d吉林大學(xué)2006-6 2 李昕，陳堅(jiān).基于 matlab 的數(shù)字圖像處理.電腦知識(shí)與技術(shù) vol.5,no.8,march 2009,pp.1979-1981 3 周亞羅,潘曉娣等.基于圖像處理的輪廓提取方法應(yīng)用.唐山學(xué)院學(xué)報(bào).第 22 卷第 6 期 2009 年 11 月 7274 4 王玉秀非接觸式人體測(cè)量系統(tǒng)的研究一圖像處理、人體圍度曲線分析與計(jì)算d天津工業(yè) 大學(xué)2003 5 馬 瑾,陳立潮等.輪廓跟蹤與邊沿檢測(cè)的圖像自動(dòng)識(shí)別.中北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版) 2006 年 第 27 卷第 5 期 432435 6 王利輝.小波變換在圖像邊緣檢測(cè)中的應(yīng)用天津工程師范學(xué)院學(xué)報(bào)第 17 卷第 1 期 2007 年 3 月 1720 7 spce3200 精簡(jiǎn)開(kāi)發(fā)板e(cuò)cos 平臺(tái)篇（多媒體實(shí)驗(yàn)）.凌陽(yáng)科技實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū) v1.0 2008-10- 28 1520 8 劉正東,王穎等.服裝人臺(tái)建模中的視覺(jué)圖像人體輪廓細(xì)化提取.計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用 2007,43(16) 246248 9 陳冠楠,楊坤濤等,基于深度優(yōu)先遍歷的圖像邊緣檢測(cè)方法.應(yīng)用光學(xué).第 29 卷第 1 期 2008 年 1 月 1417 10 姚紅革,杜亞勤等.基于小波分析和 bp 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的圖像特征提取.西 安 工 業(yè) 大 學(xué) 學(xué) 報(bào).第 28 卷第 6 期 2008 年 12 月 568570 11 張進(jìn)秋，李幗.圖像像素距離與空間距離變換公式的求解.軟件導(dǎo)刊.第 8 卷%第 12 期 2009 年 12 月 179180 專業(yè)班級(jí) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 0801 學(xué)生姓名 陳濤 要求設(shè)計(jì)（論文）工作起止日期： 2010.03.212010.06.14 指 導(dǎo) 教 師 簽字 日期 教研室主任審查簽 字 日期 系 主 任 批 準(zhǔn) 簽字 日期 i 中文摘要中文摘要 非接觸人體測(cè)量技術(shù)中圖像處理設(shè)計(jì)非接觸人體測(cè)量技術(shù)中圖像處理設(shè)計(jì) -輕紡工程與美術(shù)學(xué)院-紡織服裝工程系-機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)-0801 班- 摘要摘要 該非接觸式人體測(cè)量技術(shù)是指基于凌陽(yáng)單片機(jī)中圖像處理模塊 eagle 而設(shè)計(jì)的一種非 接觸式人體測(cè)量技術(shù)，包括測(cè)量方案設(shè)計(jì)、圖像獲取、圖像邊緣識(shí)別、由圖像求得實(shí)物實(shí)際 關(guān)鍵參數(shù)，并利用 matlab 軟件得以圖像處理，從而使得人體測(cè)量比傳統(tǒng)測(cè)量簡(jiǎn)單方便、 精確可靠、比現(xiàn)代三維立體掃描測(cè)量節(jié)省成本，更適用于現(xiàn)實(shí)生活很多場(chǎng)合。本論文重在 設(shè)計(jì)該技術(shù)中的圖像處理部分，包括基于深度優(yōu)先遍歷的圖像邊緣識(shí)別以及由圖像求的實(shí) 物實(shí)際關(guān)鍵參數(shù)兩部分。 關(guān)鍵字關(guān)鍵字人體測(cè)量；深度優(yōu)先遍歷；圖像邊緣識(shí)別；關(guān)鍵參數(shù)獲取 ii 英文摘要英文摘要 thethe contactcontact ofof imageimage processingprocessing technologytechnology bodybody measurementsmeasurements abstract: the non-contact measurement technology refers to the human based on image processing module of sunplus microcontroller eagle and design a non-contact measurement technique, including the human body measure scheme design, image acquisition, image edge detection, and obtained by image objects, and the actual key parameters of matlab software to image processing, which makes human body measure than traditional measurement is simple and convenient, reliable, accurate than modern three-dimensional scan measuring cost saving, more applicable in real life on many occasions. this paper focuses on the design of the technology of image processing, including traverse the priority based on depth of image edge recognition by the image of objects and the actual key parameters of two parts keywords: human body measurements； depth-first traversal； image edge detection； the key parameters iii 、 目目 錄錄 扉頁(yè)扉頁(yè) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯許可證 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)1 頁(yè)第 3 頁(yè) 中文摘要 英文摘要 文獻(xiàn)綜述 1 一、引言 1 二、人體測(cè)量技術(shù)的發(fā)展.1 三、人體測(cè)量學(xué)的應(yīng)用 2 四、非接觸人體測(cè)量技術(shù)的現(xiàn)狀4 五、人體測(cè)量技術(shù)的發(fā)展前景4 六、研究圖像處理中尺寸自動(dòng)獲得的目的和意義5 專題正文部分8 第一章引言8 第二章硬件設(shè)計(jì)8 第三章圖像設(shè)計(jì)設(shè)計(jì) 10 一.圖的定義及存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)10 二.圖的優(yōu)先遍歷12 三.圖像的邊緣識(shí)別14 四.基于深度優(yōu)先遍歷的 roberts 邊緣檢測(cè)方法19 五.人體測(cè)量實(shí)際參數(shù)獲取25 iv 中英文資料翻譯27. 致謝32 參考文獻(xiàn) 33 論文縮寫(xiě)34 太原理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 文文 獻(xiàn)獻(xiàn) 綜綜 述述 學(xué) 院：輕紡工程與美術(shù)學(xué)院 系 別：紡織服裝 專業(yè)班級(jí)：機(jī)械 0801 姓 名：陳濤 指導(dǎo)教師：康莉 一、一、 引言引言 人體測(cè)量是通過(guò)測(cè)量人體各部位的尺寸來(lái)確定個(gè)體之間和群體之間在人體尺寸上 的差別,用從而為工業(yè)設(shè)計(jì) 、人機(jī)工醫(yī)學(xué)等提供人體基礎(chǔ)多個(gè)大規(guī)模的人體測(cè)量其中歐 美國(guó)家占了大部分,亞洲國(guó)家約有而日本占了一半以上 。如caser在美國(guó) 、荷蘭 、意 大利hql協(xié)會(huì)提出了人體測(cè)量和增進(jìn)人類福址計(jì)劃，英國(guó)3d電在網(wǎng)上開(kāi)展了三維人體 數(shù)據(jù)方面的商務(wù)活動(dòng)。非接觸式人體測(cè)量技術(shù)是人體測(cè)量技術(shù)的計(jì)算機(jī)化，是數(shù)字化信 息技術(shù)帶來(lái)的又一項(xiàng)高科技產(chǎn)品。它不用接觸人體，利用圖像、光和波的形式完成測(cè)量。 其用途是多方面的，如服裝設(shè)計(jì)所需的體型描述、人體輪廓尺寸的測(cè)量、運(yùn)動(dòng)人體學(xué)研 究、人體工效學(xué)應(yīng)用等。隨著時(shí)代發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步,人體測(cè)量技術(shù)必將在人類科學(xué)發(fā)展中 發(fā)揮更大的作用。 二、 人體測(cè)量技術(shù)的發(fā)展人體測(cè)量技術(shù)的發(fā)展 1、人體數(shù)據(jù)測(cè)量技人的作業(yè)狀態(tài)一般有靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩種形式,所以人體測(cè)量也分為 靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩種。從實(shí)用人體測(cè)量?jī)?nèi)容一般有以下三類: 、形態(tài)的測(cè)量 它可以得到人體的基本尺度 、主要有人體長(zhǎng)度測(cè)定(包括廓人 體體積和重量的測(cè)定;人體表面積測(cè)定 。 、生理的測(cè)定 主要內(nèi)容有人體出力測(cè)定;人體觸覺(jué)反應(yīng)測(cè)定;任意疲勞測(cè)定等 。 、運(yùn)動(dòng)的測(cè)定 主要內(nèi)容有動(dòng)作范圍測(cè)定;動(dòng)作過(guò)程測(cè)定;體型變化測(cè)定;皮膚變 化測(cè)定等 。 太原理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 2、從技術(shù)發(fā)展來(lái)看,人體測(cè)量技術(shù)可以分為普通測(cè)量技術(shù)和三維數(shù)字化人體測(cè)量技 術(shù) 。 、普通測(cè)量技術(shù) 普通人體測(cè)量?jī)x器可以采用一般的人體生理測(cè)量的有關(guān)儀 器,包括人體測(cè)高儀 、直角規(guī) 、彎角規(guī) 、三腳平行規(guī) 、軟尺 、測(cè)齒規(guī) 、立方定顱 器 、平行定點(diǎn)儀等,其數(shù)據(jù)處理采用人工處理或者人工輸入與計(jì)算機(jī)處理相結(jié)合的方 式 。此種測(cè)量方式耗時(shí)耗力,數(shù)據(jù)處理容易出錯(cuò),數(shù)據(jù)應(yīng)用不靈活,但成本低廉,具有一 定的適用性 。 、 三維數(shù)字化人體測(cè)量技術(shù) 從儀器本體的原理來(lái)講,三維數(shù)字化人體測(cè) 量分為手動(dòng)接觸式 、手動(dòng)非接觸式 、自動(dòng)接觸式 、自動(dòng)非接觸式等;最終可以根據(jù) 所需速度 、精度和造價(jià)確定合適的方式,下面介紹典型的幾種非接觸式人體測(cè)量?jī)x器 。 loughborough 人體掃描儀 loughborough 大學(xué)聯(lián)同馬莎百貨及 courtaulds 內(nèi)衣公司，利用其人體掃描搜集身 體三圍數(shù)據(jù)，當(dāng)一個(gè)人站立不動(dòng)，投影在其身上的光線將被電視攝像機(jī)錄取下來(lái)，身 體形狀用一系列橫截面表達(dá)，從而建立三維身體的表面模型。 tc 分層輪廓測(cè)量方法 tc，美國(guó)紡織及服裝技術(shù)中心選用白光分層輪廓測(cè)量方法，來(lái)取得全身人體的三 維描繪，與密柵云紋法相似，它利用白色光源來(lái)投射正弦曲線在物體表面，當(dāng)物體不 規(guī)則的形狀令投射的密柵影子變形，產(chǎn)生的圖樣將可表示其物體表面的輪廓，并用六 部攝影機(jī)檢測(cè)，然后將所攝取的影像合成為一完整形象。 英國(guó)防衛(wèi)服裝及紡織代辦處之自動(dòng)身體測(cè)量?jī)x 英國(guó) colchester 的防衛(wèi)服裝及紡織代辦處選用分層輪廓測(cè)量方法來(lái)度量人體，他 們開(kāi)發(fā)了一部三維測(cè)量系統(tǒng)，定名為 auto-mate (自動(dòng)身體測(cè)量?jī)x)，跟 tc 相似，這個(gè) 身體測(cè)量?jī)x可提供直接身體掃描的電腦數(shù)據(jù)，加上防彈部門(mén)的參與，他們可以制造防 護(hù)盔甲，滿足顧客貼身的防衛(wèi)要求。 cyberware 的全身掃描機(jī) 與上述的密柵云紋投影系統(tǒng)不同，cyberware 于 1995 引進(jìn)一個(gè)商品化的全身掃描 機(jī) wb2 和 wb4。該機(jī)器用鐳射掃描三角測(cè)量技術(shù)來(lái)獲取三維影像。工作站的軟件，控制 太原理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 整個(gè)掃描及移動(dòng)過(guò)程。只需幾秒鐘便完成一次掃描，然后使用者便可以用工作站上的 圖像工具看掃描結(jié)果，多個(gè)掃描造型亦會(huì)結(jié)合成一個(gè)完整的人體模型。 三、三、人體測(cè)量學(xué)的應(yīng)用人體測(cè)量學(xué)的應(yīng)用 人體測(cè)量學(xué)對(duì)人類的發(fā)展具有重要的研究和應(yīng)用價(jià)值,主要體現(xiàn)以下方面: 體質(zhì)變異研究 對(duì)不同種族 、不同人群進(jìn)行人體測(cè)量和分析比較,可以找 出他們之間的共同點(diǎn)與差異,找出人類體質(zhì)特征變異的規(guī)律 。 生長(zhǎng)發(fā)育研究 對(duì)不同年齡群體或個(gè)體進(jìn)行人體測(cè)量,繪出生長(zhǎng)曲線和生 長(zhǎng)速率曲線,可以找出人體生長(zhǎng)發(fā)育的規(guī)律 。 為建立適應(yīng)我國(guó)國(guó)民體型的原型提供依據(jù)，我國(guó)目前尚無(wú)適合本國(guó)國(guó)民體 格的原型,而世界發(fā)達(dá)國(guó)家如英 、法 、美 、日等都早已形成較成熟的原型技術(shù),并根 據(jù)風(fēng)格的不同形成各種流派,在服裝設(shè)計(jì)和生產(chǎn)中起著重要作用 。要建立適合的原型, 最根本的途徑就是首先建立人體體型尺寸的檢測(cè)系統(tǒng),在不同區(qū)域進(jìn)行大量的人體測(cè)量,為 我國(guó)原型的建立提供數(shù)據(jù)依據(jù) 。 在工業(yè) 、國(guó)防 、醫(yī)學(xué) 、法醫(yī) 、教育 、體育 、建筑 、美術(shù)等領(lǐng)域有廣 泛的應(yīng)用 人體測(cè)量數(shù)據(jù)可以應(yīng)用于機(jī)器 、家具 、武器 、車輛和飛機(jī)座艙 、船舶 、房屋 、課桌等的設(shè)計(jì),并形成了一門(mén)應(yīng)用學(xué)科 人類工效學(xué)或人體工程學(xué) 。 為標(biāo)準(zhǔn)服裝人臺(tái)設(shè)計(jì)和服裝規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)的制訂提供依據(jù),應(yīng)用于服裝立體裁剪 、商品檢 查或服裝展示等 。 虛擬環(huán)境 應(yīng)用于因特網(wǎng)上購(gòu)物 、電子商務(wù) 、產(chǎn)品廣告 、人機(jī)工程研究 等 。目前,基于人體測(cè)量等技術(shù)而建立起來(lái)的人體數(shù)據(jù)咨詢 、仿真設(shè)計(jì)軟件也較多 。如英國(guó)openergonomics公司開(kāi)發(fā)的peoplesize人體數(shù)據(jù)咨詢系統(tǒng),包括英國(guó)兒童(從 出生起)、成年人的尺寸以及其它一些國(guó)家人的尺寸,其中包括部分中國(guó)人人體尺寸 (18245歲,這些尺寸是由新加坡南洋理工大學(xué)的professor l . lim提供的)。這些數(shù)據(jù) 是在19941995年間測(cè)量了13 678至16 443個(gè)樣本得到的,基本覆蓋了英國(guó)的各個(gè)階層,包 括人體全身尺寸 、人體頭部尺寸 、手部尺寸 、足部尺寸等 。利用此人體測(cè)量數(shù)據(jù) 庫(kù),他們還進(jìn)行了一些人體姿勢(shì)分析,座椅等的設(shè)計(jì),為民航 、鐵路 、汽車 、國(guó)防 、 勞動(dòng)安全等服務(wù),如圖3所示 。 delima公司11 (國(guó)際上較早的數(shù)字化企業(yè))已經(jīng)將 3d虛擬人體溶入到從過(guò)程計(jì)劃 、成本預(yù)算 、質(zhì)量控制 、人機(jī)分析到數(shù)字化制造中; 太原理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 另外,基于開(kāi) 放 的c商 業(yè) 平 臺(tái)(open c2commerce platformocp) , eds unigraphics公司提出了e2factory概念,也將虛擬人作為咨詢 、仿真 、評(píng)價(jià)的一個(gè)重 要因素 。transom公司開(kāi)發(fā)的transom jack人機(jī)工程軟件,包括人體數(shù)據(jù)錄入接口 、 人體數(shù)據(jù)咨詢系統(tǒng) 、人機(jī)工程仿真系統(tǒng) 、人機(jī)工程評(píng)價(jià)系統(tǒng)等 。其中虛擬人體建立 在生物力學(xué) 、運(yùn)動(dòng)學(xué) 、人體測(cè)量學(xué) 、認(rèn)知心理學(xué)等學(xué)科基礎(chǔ)上,可以代替真實(shí)人體 實(shí)現(xiàn)行走 、搬運(yùn) 、舉升 、關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng) 、視覺(jué)范圍 、調(diào)節(jié)姿勢(shì)等活動(dòng),評(píng)價(jià)安全姿勢(shì) 、舉升與能量消耗 、疲勞與體能恢復(fù) 、靜態(tài)受力 、人體關(guān)節(jié)移動(dòng)范圍等人機(jī)工程性 能指標(biāo)。由于jack具有的優(yōu)勢(shì),已經(jīng)在航空 、車輛 、船舶 、工廠規(guī)劃 、維修 、產(chǎn) 品設(shè)計(jì)等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用 。長(zhǎng)庚大學(xué)和臺(tái)灣清華大學(xué)等院校和企業(yè)已經(jīng)花了近5年時(shí)間, 聯(lián)合進(jìn)行了非接觸式人體測(cè)量技術(shù)和臺(tái)灣人體數(shù)據(jù)庫(kù)的研究,取得了一定的成果 。 四、非接觸人體測(cè)量技術(shù)的現(xiàn)狀四、非接觸人體測(cè)量技術(shù)的現(xiàn)狀 非接觸式三維人體測(cè)量技術(shù)（interactive 3d whole body scanner system）人 體全身掃描技術(shù)，通過(guò)應(yīng)用光敏設(shè)備捕捉設(shè)備投射到人體表面的光（激光、白光及紅 外線）在人體上形成的圖像，描述人體三維特征。國(guó)際上常用的人體掃描儀有telmat 的symcad、 turbo flash/3d、tc2-3t6、techmath-ramsis、cyberware- wb4、vitronic-vitus等。三維非接觸式掃描系統(tǒng)具有掃描時(shí)間短，精確度高、測(cè)量部 位多等多種優(yōu)于傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)和工具的特點(diǎn)，如德國(guó)的techmath掃描儀在20秒內(nèi)完成 掃描過(guò)程，可捕捉人體的80，000個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，獲得人體相關(guān)的85個(gè)部位尺寸值，精確度 為 |p（x ，y） （x ，y v） 在圖中的數(shù)據(jù)元素通常稱做頂點(diǎn)（vertex） ，v 是頂點(diǎn)的有窮非空集合；vr 是兩個(gè) 頂點(diǎn)之間的關(guān)系的集合。若 vr，則 表示從 x 到 y 的一條?。╝rc） ， 太原理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 且稱 x 為弧尾（tail）或初始點(diǎn)（initia1 node） ，稱 y 為弧頭（head）或終端點(diǎn)（terminal node） ，此時(shí)的圖稱為有向圖（digraph） 。若 vr 必有 vr，即 vr 是對(duì)稱的，則以無(wú)序?qū)Γ▁，y）代替這兩個(gè)有序?qū)?，表?x 和 y 之間的一條邊（edge） ， 此時(shí)的圖稱為無(wú)向圖（undigraph） 。 在計(jì)算機(jī)中有很多方法來(lái)存儲(chǔ)圖的信息，由于圖的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，使用廣泛，經(jīng)常使 用鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)結(jié)構(gòu)。一般應(yīng)根據(jù)實(shí)際的應(yīng)用，來(lái)選擇合適的表示方法。常用的存儲(chǔ)圖的 結(jié)構(gòu)有：數(shù)組表示法、鄰接表、十字鏈表、鄰接多重表一，一，數(shù)組表示法（鄰接矩陣） 。 在此我們以鄰接表作為研究對(duì)象。圖的鄰接矩陣存儲(chǔ)方法跟樹(shù)的孩子鏈表示法相類似， 是一種順序分配和鏈?zhǔn)椒峙湎嘟Y(jié)合的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)。鄰接表由表頭結(jié)點(diǎn)和表結(jié)點(diǎn)兩部分組 成，其中圖中每個(gè)頂點(diǎn)均對(duì)應(yīng)一個(gè)存儲(chǔ)在數(shù)組中的表頭結(jié)點(diǎn)。如這個(gè)表頭結(jié)點(diǎn)所對(duì)應(yīng) 的頂點(diǎn)存在相鄰頂點(diǎn)，則把相鄰頂點(diǎn)依次存放于表頭結(jié)點(diǎn)所指向的單向鏈表中。如圖 所示，表結(jié)點(diǎn)存放的是鄰接頂點(diǎn)在數(shù)組中的索引。對(duì)于無(wú)向圖來(lái)說(shuō)，使用鄰接表進(jìn)行 存儲(chǔ)也會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)冗余，表頭結(jié)點(diǎn) a 所指鏈表中存在一個(gè)指向 c 的表結(jié)點(diǎn)的同時(shí)，表 頭結(jié)點(diǎn) c 所指鏈表也會(huì)存在一個(gè)指向 a 的表結(jié)點(diǎn)。如圖 1 為無(wú)向圖的鄰接表示意圖。 有向圖的鄰接表有出邊表和入邊表（又稱逆鄰接表）之分。出邊表的表結(jié)點(diǎn)存放的是 從表頭結(jié)點(diǎn)出發(fā)的有向邊所指的尾頂點(diǎn)；入邊表的表結(jié)點(diǎn)存放的則是指向表頭結(jié)點(diǎn)的 某個(gè)頭頂點(diǎn)。如圖 2 所示，為有向圖(a)的出邊表和入邊表。 圖 1 太原理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 圖 2 /以下是有向圖的鄰接表存儲(chǔ)表示/ #define max_vextex_num 20 typedef struct arcnode int adjvex； /該弧所指向的頂點(diǎn)的位置 struct arcnode *nextarc； /指向下一條弧的指針 infotype *info； /該弧相關(guān)信息的指針 arcnode； typedef struct vnode vextextype data； /頂點(diǎn)信息 arcnode *firstarc； /指向第一條依附該頂點(diǎn)的弧的指針 vnode,adjlistmax_vextex_num； typedef struct adjlist vertices； int vexnum,arcnum； /圖的當(dāng)前頂點(diǎn)數(shù)和弧數(shù) int kind； /圖的種類標(biāo)志 太原理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 二二.圖圖的的優(yōu)優(yōu)先遍先遍歷歷 圖的深度優(yōu)先遍歷的遞歸定義 假設(shè)給定圖 g 的初態(tài)是所有頂點(diǎn)均未曾訪問(wèn)過(guò)。在 g 中任選一頂點(diǎn) v 為初始出 發(fā)點(diǎn)(源點(diǎn))，則深度優(yōu)先遍歷可定義如下：首先訪問(wèn)出發(fā)點(diǎn) v，并將其標(biāo)記為已訪問(wèn)過(guò)； 然后依次從 v 出發(fā)搜索 v 的每個(gè)鄰接點(diǎn) w。若 w 未曾訪問(wèn)過(guò)，則以 w 為新的出發(fā)點(diǎn)繼續(xù) 進(jìn)行深度優(yōu)先遍歷，直至圖中所有和源點(diǎn) v 有路徑相通的頂點(diǎn)(亦稱為從源點(diǎn)可達(dá)的頂 點(diǎn))均已被訪問(wèn)為止。若此時(shí)圖中仍有未訪問(wèn)的頂點(diǎn)，則另選一個(gè)尚未訪問(wèn)的頂點(diǎn)作為 新的源點(diǎn)重復(fù)上述過(guò)程，直至圖中所有頂點(diǎn)均已被訪問(wèn)為止。 圖的深度優(yōu)先遍歷類似于樹(shù)的前序遍歷。采用的搜索方法的特點(diǎn)是盡可能先對(duì)縱 深方向進(jìn)行搜索。這種搜索方法稱為深度優(yōu)先搜索(depth-first search)。相應(yīng)地， 用此方法遍歷圖就很自然地稱之為圖的深度優(yōu)先遍歷。 深度優(yōu)先搜索的過(guò)程 設(shè) x 是當(dāng)前被訪問(wèn)頂點(diǎn)，在對(duì) x 做過(guò)訪問(wèn)標(biāo)記后，選擇一條從 x 出發(fā)的未檢 測(cè)過(guò)的邊(x，y)。若發(fā)現(xiàn)頂點(diǎn) y 已訪問(wèn)過(guò)，則重新選擇另一條從 x 出發(fā)的未檢測(cè)過(guò)的 邊，否則沿邊(x，y)到達(dá)未曾訪問(wèn)過(guò)的 y，對(duì) y 訪問(wèn)并將其標(biāo)記為已訪問(wèn)過(guò)；然后從 y 開(kāi)始搜索，直到搜索完從 y 出發(fā)的所有路徑，即訪問(wèn)完所有從 y 出發(fā)可達(dá)的頂點(diǎn)之后， 才回溯到頂點(diǎn) x，并且再選擇一條從 x 出發(fā)的未檢測(cè)過(guò)的邊。上述過(guò)程直至從 x 出發(fā)的 所有邊都已檢測(cè)過(guò)為止。此時(shí)，若 x 不是源點(diǎn)，則回溯到在 x 之前被訪問(wèn)過(guò)的頂點(diǎn)； 否則圖中所有和源點(diǎn)有路徑相通的頂點(diǎn)(即從源點(diǎn)可達(dá)的所有頂點(diǎn))都已被訪問(wèn)過(guò)，若 太原理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 圖 g 是連通圖，則遍歷過(guò)程結(jié)束，否則繼續(xù)選擇一個(gè)尚未被訪問(wèn)的頂點(diǎn)作為新源點(diǎn)， 進(jìn)行新的搜索過(guò)程。 圖的深度遍歷的 c 語(yǔ)言程序 #include “stdio.h“ typedef int datatype; /*假定線性表元素的類型為整型*/ #define maxsize 1024 /*假定線性表的最大長(zhǎng)度為 1024*/ # define n 100 /* 圖的頂點(diǎn)最大個(gè)數(shù) */ typedef char vextype; /* 頂點(diǎn)的數(shù)據(jù)類型 */ typedef float adjtype; /* 權(quán)值類型 */ typedef struct vextype vexsn ; /* 頂點(diǎn)信息數(shù)組 */ adjtype arcsnn ; /* 邊權(quán)數(shù)組 */ int num ; /* 頂點(diǎn)的實(shí)際個(gè)數(shù) */ graph; /*圖的深度周游*/ void dfs(graph g,int qidian,int mark) /從第 qidian 個(gè)點(diǎn)出發(fā)深度優(yōu)先周游圖 g 中能訪問(wèn)的各個(gè)頂點(diǎn) g.num=0; int v1; markqidian=1; printf(“%c “,g.vexsqidian); for(v1=0;v1th, (i, j)為階躍狀邊緣點(diǎn)。為邊緣圖像。),(jir),(jir roberts 算子采用對(duì)角線方向相鄰兩像素之差近似梯度幅值檢測(cè)邊緣。檢測(cè)水平和 垂直邊緣的效果好于斜向邊緣，定位精度高，對(duì)噪聲敏感。 sobel 邊緣檢測(cè)算子子 sobel 算子很容易在空間上實(shí)現(xiàn)，sobel 邊緣檢測(cè)器不但產(chǎn)生較好的邊緣檢測(cè)效果， 而且受噪聲的影響也比較小。當(dāng)使用大的領(lǐng)域時(shí)，抗噪聲特性會(huì)更好，但這樣做會(huì)增 加計(jì)算量，并且得出的邊緣也較粗。 sobel 算子利用像素點(diǎn)上下、左右鄰點(diǎn)的灰度加權(quán)算法，根據(jù)在邊緣點(diǎn)處達(dá)到極值 這一現(xiàn)象進(jìn)行邊緣的檢測(cè)。sobel 算子對(duì)噪聲具有平滑作用，提供較為精確的邊緣方向 信息，但它同時(shí)也會(huì)檢測(cè)出許多的偽邊緣，邊緣定位精度不夠高。當(dāng)對(duì)精度要求不是 很高時(shí)，是一種較為常用的邊緣檢測(cè)方法。 太原理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 prewitt 邊緣檢測(cè)算子 prewitt 算子是一種邊緣樣板算子。這些算子樣板由理想的邊緣子圖像構(gòu)成。依次 用邊緣樣板去檢測(cè)圖像，與被檢測(cè)區(qū)域最為相似的樣板給出最大值。用這個(gè)最大值作 為算子的輸出值（i,j） ，這樣可將邊緣像素檢測(cè)出來(lái)。 laplacian of gaussian(log)算子 正如上面所提到的，利用圖像強(qiáng)度二階導(dǎo)數(shù)的零交叉點(diǎn)來(lái)求邊緣點(diǎn)的算法對(duì)噪聲 十分敏感，所以，希望在邊緣增強(qiáng)前濾除噪聲為此，marr 和 hildreth 將高斯濾波和 拉普拉斯邊緣檢測(cè)結(jié)合在一起，形成 log（laplacian of gaussian, log）算法，也稱 之為拉普拉斯高斯算法log 邊緣檢測(cè)器的基本特征是： 1 平滑濾波器是高斯濾波器 2 增強(qiáng)步驟采用二階導(dǎo)數(shù)(二維拉普拉斯函數(shù)) 3 邊緣檢測(cè)判據(jù)是二階導(dǎo)數(shù)零交叉點(diǎn)并對(duì)應(yīng)一階導(dǎo)數(shù)的較大峰值 4 使用線性內(nèi)插方法在子像素分辨率水平上估計(jì)邊緣的位置 canny 算子 邊緣提取的基本問(wèn)題是解決增強(qiáng)邊緣與抗噪能力間的矛盾，由于圖像邊緣和噪聲 在頻率域中同是高頻分量，簡(jiǎn)單的微分提取運(yùn)算同樣會(huì)增加圖像中的噪聲，所以一般 在微分運(yùn)算之前應(yīng)采取適當(dāng)?shù)钠交瑸V波，減少噪聲的影響。canny運(yùn)用嚴(yán)格的數(shù)學(xué)方法 對(duì)此問(wèn)題進(jìn)行了分析，推導(dǎo)出由# 個(gè)指數(shù)函數(shù)線性組合形式的最佳邊緣提取算子網(wǎng)， 其算法的實(shí)質(zhì)是用一個(gè)準(zhǔn)高斯函數(shù)作平滑運(yùn)算，然后以帶方向的一階微分定位導(dǎo)數(shù)最 大值，canny算子邊緣檢測(cè)是一種比較實(shí)用的邊緣檢測(cè)算子，具有很好的邊緣檢測(cè)性能。 canny邊緣檢測(cè)法利用高斯函數(shù)的一階微分，它能在噪聲抑制和邊緣檢測(cè)之間取得較好 的平衡。 經(jīng)典邊緣提取算子提取圖像邊緣的結(jié)果對(duì)比分析 以下分別采用上述幾種最常用的經(jīng)典圖像邊緣提取算子對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的tire 圖像進(jìn)行邊 緣特征提取，其結(jié)果如下圖所示： 從下圖可以看出，roberts 算子提取邊緣的結(jié)果邊緣較粗，邊緣定位不很準(zhǔn)確， sobel算子和prewitt 算子對(duì)邊緣的定位就準(zhǔn)確了一些，而采用拉普拉斯高斯算子進(jìn)行 邊緣提取的結(jié)果要明顯優(yōu)于前三種算子，特別是邊緣比較完整，位置比較準(zhǔn)確。相比 太原理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 而言，canny 算子提取的邊緣最為完整，而且邊緣的連續(xù)性很好，效果優(yōu)于以上其他 算子，這主要是因?yàn)樗M(jìn)行了“非極大值抑制”和形態(tài)學(xué)連接操作的結(jié)果。 上面幾種基于微分的經(jīng)典邊緣提取算子，它們共同的優(yōu)點(diǎn)是計(jì)算簡(jiǎn)單、速度較快， 缺點(diǎn)是對(duì)噪聲的干擾都比較敏感。在實(shí)際應(yīng)用中，由于圖像噪聲的影響，總要將經(jīng)典 的算法進(jìn)行改善結(jié)合其他一些算法對(duì)一幅含噪聲的圖像進(jìn)行處理，然后再采用經(jīng)典的 邊緣提取算子提取圖像邊緣。 roberts邊緣算子在c語(yǔ)言環(huán)境中的程序 由于本文方法的主要部分在于深度優(yōu)先遍歷圖像上的點(diǎn),并考慮算法的時(shí)間復(fù)雜度,所 以采用傳統(tǒng)的roberts邊緣算子。該算子是利用局部差分算子尋找邊緣算子的方法,由 下式給出: 函數(shù)名稱：rbertsdib() 太原理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 參數(shù)：char* ldibbits：指向源 dib 圖像指針 long iwidth：源圖像寬度 long iheight：源圖像高度 說(shuō)明：帶函數(shù)用 roberts 邊緣檢測(cè)算子進(jìn)行邊緣檢測(cè)運(yùn)算，要求目標(biāo)圖像為灰度圖像 double robertdib(char* ipdibbits,long lwidth,long lheight); 指向源圖像數(shù)據(jù)的指針 char* lpsrc; 指向緩沖圖像數(shù)據(jù)的指針 char* lpdst; 指向緩沖 dib 圖像數(shù)據(jù)的指針 char* lpnewdibbits; 循環(huán)變量 long i; long j; 像素值 double result; unsigned char pixel4; 暫時(shí)分配內(nèi)存，以保存新圖像 lpnewdibbits=malloc(lwidth*lheight); if(lpnewdibbits=null); 分配內(nèi)存失敗 return false; 初始化新分配的內(nèi)存，設(shè)定初始值為 255 lpdst=（char*）;lpnewdibbits; memset(lpdst,(byte)255,lwidth*lheifht); 使用水平方向的結(jié)構(gòu)元素進(jìn)行腐蝕 太原理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 for(j=lheight-1;j0;j-); for(i=0;inum=0; /*創(chuàng)建圖*/ void graphcreate(graph *l) int i,j; graphinit(l); printf(“請(qǐng)輸入頂點(diǎn)數(shù)目：“); scanf(“%d“, printf(“請(qǐng)輸入各頂點(diǎn)的信息(單個(gè)符號(hào)）：“); for(i=0;inum;i+) fflush(stdin); scanf(“%c“, printf(“請(qǐng)輸入邊權(quán)矩陣的信息：“); for(i=0;inum;i+) for(j=0;jnum;j+) scanf(“%f“, 太原理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 printf(“圖已經(jīng)創(chuàng)建完畢！“); /*求結(jié)點(diǎn)數(shù)*/ int graphvexs(graph *l) return(l-num); /*圖的輸出*/ void graphout(graph l) int i,j; printf(“n 圖的頂點(diǎn)數(shù)目為：%d“,l.num); printf(“n 圖的各頂點(diǎn)的信息為：n“); for(i=0;i0;j-); for(i=0;ilwidth-1;i+); 由于使用 22 的模板，為防止越界，所以不處理最下邊和嘴右邊的兩列像素 lpsrc=(char*)lpdibbits+lwidth*j+i; 指向源圖像的第 j 行，第 i 個(gè)像素的指針 lpdst=(char*)lpnewdibbits+lwidth*j+i; 取得當(dāng)前指針處 22 區(qū)域的像素值，注意要轉(zhuǎn)換為 unsigned char 型 pixel0=(unsiagn char)*lpsrc; pixel0=(unsiagn char)*(lpsrc+1); pixel0=(unsiagn char)*(lpsrc-lwidth); pixel0=(unsiagn char)*(lpsrc-lwidth+1); 計(jì)算目標(biāo)圖像中的當(dāng)前點(diǎn) result=sqrt(pixel0-pixel3)*(pixel0-pixel3)+(pixel1- pixel2*(pixel1-pixel2); return result; 太原理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 /*主函數(shù)*/ void main() graph tu; graphcreate( graphout(tu); graphdfs(tu); 如上圖通過(guò)此邊緣識(shí)別方法可得到人體的邊緣線條，其中白色線條為人體邊緣。 五五.人體人體測(cè)測(cè)量量實(shí)際實(shí)際參數(shù)參數(shù)獲獲取取 在圖像處理中，得到的結(jié)果是像素坐標(biāo)，往往需要轉(zhuǎn)換成實(shí)際的空間距離。推導(dǎo) 太原理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 了圖像像素和實(shí)際空間距離的變換公式和攝像機(jī)拍攝相關(guān)參數(shù)的求解公式。攝像機(jī)傾 斜一定角度拍攝圖像（不傾斜時(shí)傾角為 0） ，攝像機(jī)拍攝圖像的示意圖見(jiàn)圖 3。f 為鏡頭 的光心位置，虛線為主光軸，m、n 分別為鏡頭視角的上下端點(diǎn)，a、b 為成像物體的上 下端點(diǎn)，c、d 則分別為 a、b 點(diǎn)在圖像中的成像位置；l 為焦點(diǎn)到垂直平面的距離。已 知條件：l、gm、mn、a 在圖像中的像素點(diǎn)坐標(biāo)、b 在圖像中的像素點(diǎn)坐標(biāo)、 視角內(nèi)的像素總數(shù) 2n。要求解問(wèn)題：ab 之間的實(shí)際長(zhǎng)度。 圖 3 攝像機(jī)傾角成像 由式此可知，要計(jì)算像素與空間長(zhǎng)度的對(duì)應(yīng)關(guān)系，需要知道 3 個(gè)參數(shù)的具體數(shù)值：攝 像機(jī)光心與被拍照物體的水平距離 l、攝像機(jī)的傾角 、視角 2。在 3 個(gè)參數(shù)中攝 像機(jī)的視角 2 最容易測(cè)出，可事先測(cè)出攝像機(jī)的視角 2，測(cè)量過(guò)程中保持視角不變。 下面推導(dǎo)另兩個(gè)參數(shù)的求解公式。 太原理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 空間 4 點(diǎn) a、b、c、d 在圖像中的像素位置分別為 pa、pb、pc、pd，a、b 之間的 空間長(zhǎng)度為 ab，c、d 之間的空間長(zhǎng)度為 cd，有： pa、pb、pc、pd、ab、cd 已知， 事先標(biāo)定出來(lái)，則方程只有個(gè)未知數(shù) ，是關(guān) 于 的二元一次方程組，解方程組可以得參數(shù) ，即可得參數(shù) l。 太原理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 28 中英文資料翻譯中英文資料翻譯 外外 文文 文文 獻(xiàn)：獻(xiàn)： on the three-dimensional anthropometric anthropometry is the human body by measuring the size of each part to determine the individuals and groups in the body between the individual differences, the human body to study the morphological characteristics, so as to industrial design, human engineering, engineering design, anthropological research, the basis of medical information to provide the human body. from the practical point of view, measuring the content of the human body are generally three categories: 1. forms of measurement: the human body can be the basic scale, size and other data, mainly measured the body length (including the profile trail); determination of the human body; the body volume and weight measurement; determination of the human body surface area. 2. physiological measurement: the determination of the contents of human effort; determination of human tactile response; arbitrary determination, such as fatigue. 3. movement determination: the determination of the contents of the scope of action; moves the process of determination; size change determination; determination, such as skin changes. anthropometry using three-dimensional technology, the standard size for the establishment of the human body, physiological anatomy, human- machine ergonomics, professional groups selection (athletes, special forces, arts professionals), costume design and other research units of the human data collection and automatic processing solutions provide comprehensive . at present, the world has established more than 90 large-scale anthropometric database, which accounted for most of europe and the united 太原理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 29 states, about 10 asian countries, while japan accounted for more than half. if caser (civilian american and european survey of anthropometry research) research project anthropometry, in the united states, the netherlands, italy, has been widely applied; hql association of japan (research institute of human engineering for quality life) made the human body measurement and enhancement of human well-being programs; british 3d electronic commerce center (the center for 3d electronic commerce) online launched a three-dimensional human data business. human body three-dimensional non-contact measurement system (interactive 3d whole body scanning system) is based on modern optical- based, integrated opto-electronics, computer graphics, information processing, computer vision for the integration of science and technology and measuring techniques. with the traditional measurement methods, three- dimensional human body through the application of automatic scanning equipment photo equipment to capture the surface of the body projected onto the light (laser, white light and infra-red) formed in the body image, to obtain digital images of three-dimensional human body, at the same time reported with costume design production-related data measuring the size of the site. with a short measurement time, data accuracy and comprehensive features such as high. most of the software package can access the software on the digital measurement of the human body interact. at present, three-dimensional body measurement technology and white grating laser technology, laser technology is characterized by high accuracy, and do not need to be closed chamber, do not ask for much on the test environment, using the level of horizontal slice method was to scan the human body s