[發明專利]基于實例根據人體測量尺寸數據生成個性化人體模型的方法

在審

• 申請號: 201610119075.0
• 申請日: 2016-03-02
• 公開（公告）號: CN107154071A
• 公開（公告）日: 2017-09-12
• 發明（設計）人: 蔣夏軍;高一荻;施慧彬;劉超
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G06T17/00
• 分類號: G06T17/00;G06T19/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于實例根據人體尺寸數據生成個性化人體模型的方法，其總體特征在于，包括下列步驟：

第一步，人體測量尺寸獲取與人體分塊：根據《GB10000-88 中國成年人人體尺寸》測量標準的定義，從每個實例模型中獲取人體測量尺寸的關鍵點，進而從實例模型，即掃描獲得的三維網格模型模型中提取由26個人體測量尺寸組成的尺寸集合。同時，根據這些關鍵點與關鍵尺寸將實例模型分為16個剛性區域；通過尺寸的數值相關性分析及輸入尺寸類型選取，建立可以表達7個關鍵尺寸到其余19個次要尺寸數值關系的BP神經網絡與線性映射模型；

第二步，分塊分析人體形狀的統計信息：在將每個人體模型分為16個剛性區域后，確定每個區域的控制尺寸參數類型，并獲得所有剛性區域的形變參數；建模部分采用一種能夠較準確地生成定制模型的新方法：對每個人體部位學習其局部的形變參數與語義參數之間線性映射關系，即用線性回歸方法統計分析經過降維的各剛性部位形狀參數與尺寸數據參數的映射關系；

第三步，個性化模型生成：輸入用戶7個關鍵的尺寸數值，通過訓練得到的BP神經網絡生成全部26個人體尺寸數據集合；并根據步驟二得到的線性映射參數計算用戶對應的人體剛性塊形變參數，并對各剛性塊進行拼接，得到初始模型；對生成的模型在關鍵圍度尺寸部位表面頂點的位置進行微調，使生成的最終模型在尺寸上更加符合輸入的數據，減小誤差。

2.根據權利要求1所述的基于實例根據人體尺寸數據生成個性化人體模型的方法，其特征在于，步驟1中所述的26個尺寸分別為：身高、頸圍、肩圍、胸圍、腰圍、髖圍、手臂長、肩寬、肩高、胸寬、胸高、腰寬、腰高、髖寬、髖高、上臂長、前臂長、肘圍、手腕圍、腿長、大腿圍、膝蓋圍、腳腕圍、大腿長度、小腿長度、頭圍；人體模型的16個剛性區域分別為：頭部、肩-胸部、腰-腹部、下腹部、左上臂、右上臂、左前臂、右前臂、左手、右手、左大腿、右大腿、左小腿、右小腿、左腳、右腳。

3.根據權利要求1所述的基于實例根據人體尺寸數據生成個性化人體模型的方法，其特征在于，步驟一中對人體尺寸之間的線性相關關系進行統計分析，選取強線性相關的尺寸對作為輸入輸出對，采用線性回歸的方法獲得輸入尺寸與輸出尺寸的線性關系，在選取輸入尺寸的同時，要注意選取容易測量的尺寸，并且保證輸入尺寸之間的線性關系相對較弱。在獲得與輸入尺寸有著強線性關系的尺寸后，通過BP神經網絡建立7個關鍵輸入尺寸與其余非強線性關系尺寸的映射關系。因此關鍵的7個尺寸分別為：身高、頸圍、肩圍、胸圍、腰圍、髖圍、手臂長；19個次要尺寸分別為：肩寬、肩高、胸寬、胸高、腰寬、腰高、髖寬、髖高、上臂長、前臂長、肘圍、手腕圍、腿長、大腿圍、膝蓋圍、腳腕圍、大腿長度、小腿長度、頭圍。

4.根據權利要求1所述的基于實例根據人體尺寸數據生成個性化人體模型的方法，其特征在于，步驟二中，確定每個部位的控制尺寸參數如下：控制頭部的尺寸參數包括頭圍、頸圍；控制肩-胸部的尺寸參數包括頸圍、肩圍、肩寬、肩高、胸圍、胸寬、胸高；控制腰-腹部的尺寸參數包括胸圍、胸寬、胸高、腰圍、腰寬、腰高；控制下腹部的尺寸參數包括腰圍、腰寬、腰高、髖圍、髖寬、髖高；控制左上臂與右上臂的尺寸參數與包括手臂長、上臂長、肘圍；控制左前臂與右前臂的尺寸參數包括手臂長、前臂長、手腕圍長；控制左手與右手的尺寸參數包括手臂長、手腕圍長；控制左大腿與右大腿的尺寸參數包括腿長、大腿圍、膝蓋圍、大腿長度；控制左小腿與右小腿的尺寸參數包括腿長、膝蓋圍、腳腕圍、小腿長度；控制左腳與右腳的尺寸參數包括腿長、腳腕圍。

5.根據權利要求1所述的基于實例根據人體尺寸數據生成個性化人體模型的方法，其特征在于，步驟二中，使用一個模板模型作為參考模型，完成模型各剛性塊的參數化表示：將模板每個剛性塊上的三角網格k到目標模型對應的三角網格形變，用一個3*3的仿射變換矩陣M_k衡量。接下來，將矩陣M_k改寫為一個9*1的向量V_k，該部位所有三角形V_k合并為該剛性塊的形變參數。