[發(fā)明專利]一種基于可變形螺旋線模型的人體建模方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611014189.5
• 申請(qǐng)日: 2016-11-18
• 公開（公告）號(hào): CN106652035A
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王飛;康丹卉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G06T17/20
• 分類號(hào): G06T17/20
• 代理公司: 南京理工大學(xué)專利中心32203
• 代理人: 薛云燕

1.一種基于可變形螺旋線模型的人體建模方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，建立曲率和撓率受調(diào)控的參數(shù)方程螺旋線；

步驟2，針對(duì)待建模的物體，按照待建模物體的大小確定坐標(biāo)軸，建立骨骼函數(shù)；

步驟3，采用輪廓擬合方法建立可變形螺旋線模型，即建立人體四肢部分的模型；

步驟4，采用三維繪圖工具導(dǎo)出頭部、手部和腳部模型的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，建模并與四肢模型拼裝組合人體模型。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于可變形螺旋線模型的人體建模方法，其特征在于，步驟1所述建立曲率和撓率受調(diào)控的螺旋線，具體如下：

從坐標(biāo)原點(diǎn)起始，x軸方向與主軸相重合的螺旋線r的方程表示為：

$\left\{\begin{array}{c}x=mt;\\ y=f\left(x\right)sin\left(t\right);\\ z=g\left(x\right)cos\left(t\right);\end{array}\right.$

其中f(x)和g(x)為模型輪廓的邊界函數(shù)；t為參數(shù)方程變量，t的取值范圍決定螺旋線的起始位置，m為決定生長速度的參數(shù)，令f(x)＝g(x)，該方程即是曲率和撓率受f(x)調(diào)控的一條三維曲線。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于可變形螺旋線模型的人體建模方法，其特征在于，步驟2所述骨骼函數(shù)的建立：令y和Y分別表示變形前后的邊界，B(x)為骨骼函數(shù)，則有Y＝y(tǒng)+B(x)，B(x)表達(dá)x軸方向上模型的彎曲程度。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于可變形螺旋線模型的人體建模方法，其特征在于，步驟3所述采用輪廓擬合方法建立可變形螺旋線模型，其中輪廓擬合方法采用樣條線擬合、傅立葉級(jí)數(shù)擬合、高斯擬合或多項(xiàng)式擬合。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于可變形螺旋線模型的人體建模方法，其特征在于，步驟3所述建立人體四肢部分的模型的過程中，包括將三維螺旋線蒙皮成三維曲面的過程，采用方法如下：在螺旋線的每一個(gè)周期即一圈上等距選取n個(gè)點(diǎn)，再將點(diǎn)數(shù)據(jù)連接成曲面，取點(diǎn)過程將螺線看作緯線，通過添加經(jīng)線與緯線相交從而獲得點(diǎn)數(shù)據(jù)。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于可變形螺旋線模型的人體建模方法，其特征在于，所述輪廓擬合方法采用高斯擬合，模型輪廓的邊界函數(shù)f(x)如下：

f(x)＝aexp(-(bx-c)²)

其中，a為控制y軸和z軸方向輪廓尺度的參數(shù)，b、c為控制模型輪廓形變的參數(shù)。