[發明專利]一種三維頭發建模方法及裝置

有效

• 申請號: 201680025609.1
• 申請日: 2016-04-28
• 公開（公告）號: CN107615337B
• 公開（公告）日: 2020-08-25
• 發明（設計）人: 李陽;李江偉
• 申請（專利權）人: 華為技術有限公司
• 主分類號: G06T17/00
• 分類號: G06T17/00
• 代理公司: 北京同達信恒知識產權代理有限公司 11291
• 代理人: 馮艷蓮

一種三維頭發建模方法及裝置，用于解決頭發模板重用復雜度較高，無法滿足頭發模板的快速重用的問題。方法包括：確定待創建頭發的3D頭部模型以及預設的參考頭部模型之間的第一坐標變換關系，以及確定3D頭部模型與預設的3D頭發模板之間的第二坐標變換關系，基于第一坐標變換關系以及第二坐標變換關系將3D頭部模型與3D頭發模板進行配準；3D頭發模板和參考頭部模型相匹配；檢測到配準后的3D頭發模板存在錯誤區域時，使用徑向基函數RBF對3D頭發模板的錯誤區域中的頭發進行形變，以矯正錯誤區域；錯誤區域包括3D頭發模板中未完全遮擋3D頭部模型的頭皮層區域或者3D頭發模板中的發根區域遮擋3D頭部模型的非頭皮層區域。

技術領域

本申請涉及三維圖像處理和計算機圖形學技術領域，尤其涉及一種三維頭發建模方法及裝置。

背景技術

隨著微處理器(Advanced RISC Machines，簡稱：ARM)性能的不斷提高，基于手機的高質量三維(3D)人物重建已經成為現實，并且備受各大手機廠商和廣大用戶的青睞。人的頭發在人物肖像和數字人物動畫中是非常重要的部分，頭發的創建可以顯著增強虛擬形象和娛樂應用中虛擬角色的真實感。因此，針對3D角色的頭發建模成為3D人物重建過程中需要解決的關鍵問題。

3D頭發建模的方案主要分為兩類，一類是頭發造型建模，另一類是頭發模型重用。其中頭發造型建模是目前主流的3D頭發建模方法，該類方法主要通過手動來實現模型的創建，通常是在已有人頭模型的頭皮上選取一塊生發區域，然后設定該區域頭發的生長方向、長度、卷曲度等，這種方法創建出的頭發模型能夠與人頭模型準確地貼合在一起，但是會耗費大量的時間，而且需要復雜的人為參與。對于手機重建出的3D人臉模型，倘若采用手動方式生成對應的3D頭發模型，其占用的計算資源以及消耗的時間對用戶而言是無法接受的。

頭發模型重用是指在不同3D角色模型上創建與已有頭發模型相似的新發型。現有技術通過如下方式進行頭發模型重用：預先存儲一個或多個3D頭發模板，接收正視頭發圖像和3D頭部模型，然后基于正視頭發圖像的特點并結合3D頭部模型對3D頭發模板進行變形處理，從而產生真實的3D頭發模型。

在對3D頭發模板進行變形處理時，首先定義3D頭發模板的關鍵點以及依據關鍵點劃分的區域；然后檢測正視頭發圖像的頭發形狀；將檢測到的頭發形狀劃分為普通部分和個性部分，其中普通部分指頭發在不同個體之間比較類似的部分，個性部分指頭發在不同個體之間差異較大的部分；對劃分出的個性部分進行近似處理，對近似處理后的個性部分的發片進行頭發造型建模；結合3D頭部模型，將所定義的3D頭發模型的邊界關鍵點與劃分出來的普通部分的邊界進行匹配，對匹配的結果區域進行3D數據內插；將頭發造型建模后的各個3D發片與3D數據內插結果相結合，產生真實的3D頭發模型。

現有技術中對3D頭發模板進行變形處理需要將3D頭發模型投影為2D形式，選擇的關鍵點均為2D形式，然后將2D關鍵點與正視頭發圖像的普通部分以及個性部分進行匹配，因此現有技術受限于2D關鍵點的檢測結果、2D關鍵點與正視頭發圖像的普通部分以及個性部分的匹配精度以及針對頭發個性部分的建模，使得頭發模板重用復雜度較高，無法滿足頭發模板的快速重用。

發明內容

本申請提供一種三維頭發建模方法及裝置，用于解決現有技術存在的頭發模板重用復雜度較高，無法滿足頭發模板的快速重用的問題。

第一方面，本申請提供了一種三維頭發建模方法，方法包括：