[發(fā)明專利]三維人臉模型生成系統(tǒng)及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410214265.1
• 申請日: 2014-05-21
• 公開（公告）號: CN103971408B
• 公開（公告）日: 2017-05-03
• 發(fā)明（設計）人: 沈曄湖
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學院蘇州納米技術與納米仿生研究所
• 主分類號: G06T17/00
• 分類號: G06T17/00
• 代理公司: 深圳市銘粵知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司44304
• 代理人: 孫偉峰,楊林

1.一種三維人臉模型生成系統(tǒng)，包括一個三維數(shù)據(jù)獲取單元以及一個與所述三維數(shù)據(jù)獲取單元相連的三維模型生成單元，其特征在于：所述三維數(shù)據(jù)獲取單元包括一個第一數(shù)碼圖像獲取裝置、一個第二數(shù)碼圖像獲取裝置以及一個紅外結(jié)構(gòu)光投影裝置，所述第一數(shù)碼圖像獲取裝置以及所述第二數(shù)碼圖像獲取裝置用于獲取兩個不同角度人臉的數(shù)碼圖像，所述紅外結(jié)構(gòu)光投影裝置用于向人臉投射紅外結(jié)構(gòu)光并獲得包含人臉的深度數(shù)據(jù)的圖像，所述三維模型生成單元用于依據(jù)所述數(shù)碼圖像以及所述包含人臉深度數(shù)據(jù)的圖像進行人臉三維模型的重建，以獲得人臉的三維模型；

所述三維模型生成單元包括一個系統(tǒng)標定模塊、一個立體圖對校正模塊、一個幾何及超分辨率變換模塊、一個紋理分割模塊、一個種子像素提取模塊、一個視差圖生成模塊以及一個模型建立模塊；

所述系統(tǒng)標定模塊用于建立確定系統(tǒng)坐標，以確定所述第一數(shù)碼圖像獲取裝置、所述第二數(shù)碼圖像獲取裝置以及所述紅外結(jié)構(gòu)光投影裝置于所述系統(tǒng)坐標的位置；

所述立體圖對校正模塊用于對所述第一數(shù)碼圖像獲取裝置以及所述第二數(shù)碼圖像獲取裝置所獲取的圖像進行校正，以消除垂直視差；

所述幾何及超分辨率變換模塊用于對所述紅外結(jié)構(gòu)光投影裝置所獲得的圖像分別進行幾何變換以及超分辨率變換；

所述紋理分割模塊用于對所述第一數(shù)碼圖像獲取裝置所獲取的圖像進行紋理分割，得到紋理分割后的二值掩模圖像；

所述種子像素提取模塊用于提取種子像素，其中，所提取的種子像素點為紅外結(jié)構(gòu)光圖像的每一個像素點在所述第一數(shù)碼圖像獲取裝置的投影坐標；

所述視差圖生成模塊用于依據(jù)所述幾何及超分辨率變換模塊所得到的視差圖、所述紋理分割模塊得到的二值掩模圖像以及所述種子像素提取模塊所提取的所述種子像素點獲得分辨率與所述第一數(shù)碼圖像獲取裝置相同的、基于種子像素擴張的視差圖；

所述模型建立模塊用于依據(jù)所述視差圖生成模塊獲得的視差圖建立人臉的三維模型。

2.如權(quán)利要求1所述的三維人臉模型生成系統(tǒng)，其特征在于：所述第一數(shù) 碼圖像獲取裝置、所述第二數(shù)碼圖像獲取裝置以及所述紅外結(jié)構(gòu)光投影裝置沿一水平直線方向設置，所述紅外結(jié)構(gòu)光投影裝置設置于第一數(shù)碼圖像獲取裝置以及所述第二數(shù)碼圖像獲取裝置之間。

3.如權(quán)利要求1所述的三維人臉模型生成系統(tǒng)，其特征在于：所述第一數(shù)碼圖像獲取裝置以及所述第二數(shù)碼圖像獲取裝置為數(shù)碼相機，且所述第一數(shù)碼圖像獲取裝置以及所述第二數(shù)碼圖像獲取裝置具有相同的焦距。

4.如權(quán)利要求1所述的三維人臉模型生成系統(tǒng)，其特征在于：所述系統(tǒng)標定模塊用于得到所述第一數(shù)碼圖像獲取裝置、所述第二數(shù)碼圖像獲取裝置以及所述紅外結(jié)構(gòu)光投影裝置的內(nèi)部參數(shù)矩陣。

5.如權(quán)利要求1所述的三維人臉模型生成系統(tǒng)，其特征在于：所述系統(tǒng)標定模塊選取所述第一數(shù)碼圖像獲取裝置的相機坐標系作為參考坐標系，由所述第一數(shù)碼圖像獲取裝置、所述第二數(shù)碼圖像獲取裝置以及所述紅外結(jié)構(gòu)光投影裝置的相對位置關系確定所述第二數(shù)碼圖像獲取裝置以及所述紅外結(jié)構(gòu)光投影裝置相對于所述參考坐標系的位置。