[發明專利]一種保特征的人類三維頭像生產方法

有效

• 申請號: 201710147057.8
• 申請日: 2017-03-13
• 公開（公告）號: CN106952336B
• 公開（公告）日: 2020-09-15
• 發明（設計）人: 程軒昂;張志超;姜福泉
• 申請（專利權）人: 武漢山驍科技有限公司
• 主分類號: G06T17/00
• 分類號: G06T17/00
• 代理公司: 上海精晟知識產權代理有限公司 31253
• 代理人: 馮子玲

1.一種保特征的人類三維頭像生產方法，其特征在于,包括以下步驟：

步驟1：基于深度攝像頭掃描用戶面部特征，采集用戶真實面部，并提取面部參數特征；

步驟2：預制標準頭部模型，采集標準頭部模型的面部參數特征，將提取的面部參數特征與標準頭部模型的面部參數特征進行一一映射融合后生成與所掃描頭部一致的仿真頭部模型；

步驟3：將仿真頭部模型通過形狀變換即調整幾何參數變換對應邊長或者節點位置來變換模型形狀來變換頭部模型；

步驟4：將變換頭部模型通過顏色變換，調整紋理后進行融合獲得變換頭部形象；

步驟5：選取頭發模型經過發型貼合算法將頭發模型匹配到變換頭部形象上，合成為完整的保留用戶特征的三維頭像，得到頭像成果；

所述步驟5中的發型貼合算法具體為：

對頭發模型頂點分別進行變換，每一個頭部模型頂點沿法線方向向外延伸，可以獲得一個包含該頭發頂點的三角形面,

變換過程如下所示：

設有如下變量：

Nt＝包含頭部模型頂點的三角形的法線，

Ns＝曲面法線，

Vh＝頭發頂點，

P＝頭部模型頂點，

Px＝頭發頂點沿曲面法線與頭部模型頂點三角形的交點，

at＝兩倍的包含頭發頂點的三角形的面積，

d＝頭發頂點到包含頭部模型頂點的三角形的垂線距離，

L＝頭發頂點與交叉點Px的距離，

頭發頂點到包含頭部模型頂點的三角形的垂線距離為映射三角形的距離，為

d＝Nt(Vh-P)，

Ni是Vi的法線，預期的每個頂點的位置Vi′為

Vi′＝Vi+dNi/(NtNi)，

頭發頂點相對于預期三角形的重心坐標是總三角形面積的函數,兩倍的三角形的面積由向量叉乘計算而來，為

at＝|(V1′-V0′)x(V2′-V0′)|，

三個的重心坐標，a、b和c則是

a＝|(V2′-V1′)x(Vh-V1′)|/at，

b＝|(V0′-V2′)x(Vh-V2′)|/at，

c＝|(V1′-V0′)x(Vh-V0′)|/at，

如果a、b和c大于零則頂點在三角形內部，并且a、b、c的總和小于1,該頂點位于曲面法線上，從三個頂點法線插值出重心坐標標識出了曲面法線為

Ns＝aN0+bN1+cN2，

交點是Px＝aV0+bV1+cV2，

距離L為從頭發頂點到Px的距離,頭變形后，頭發頂點沿法線向遠離頭部模型方向移動了距離為

L＝|(Px-Vh)|，

確定頭發頂點相對于變換后頭部模型的新位置過程正好相反,先前相對于標準頭部網格計算,重心坐標用于計算頭發頂點位置和新頭部模型的法線為

Ns′＝aN0′+bN1′+cN2′，

Px′＝aV0′+bV1′+cV2′，

新的毛發頂點位置為

Vh′＝Px′+LNs′。

2.根據權利要求1所述的一種保特征的人類三維頭像生產方法，其特征在于：所述步驟3中調整幾何參數包括調整顴骨高度、額頭寬度、下巴寬度。

3.根據權利要求1所述的一種保特征的人類三維頭像生產方法，其特征在于：所述步驟4中調整紋理顏色包括調整膚色、添加痣、除痣。