[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

本發明涉及計算機視覺技術技術領域，具體涉及一種保特征的人類三維頭像生產方法，包括：基于深度攝像頭采集用戶真實面部，并提取面部參數特征，將提取的面部特征與標準頭部模型進行匹配后生成與所掃描頭部一致的高保真頭像，通過調整幾何參數，紋理顏色參數，選擇頭發模型三個步驟實現頭像個性化定制，選擇頭發模型可在預定義的多種頭發模型中選擇，通過發型貼合算法將頭發模型與頭部模型進行匹配，使其完全貼合。本發明中發型貼合算法的應用避免了使用其他第三方軟件才能添加頭發及頭飾等，合成為完整的保留用戶特征的三維頭像，提高用戶在既定的三維場景中三維形象的辨識度，提升用戶體驗。

技術領域

本發明涉及計算機視覺技術技術領域，具體的說是一種保特征的人類三維頭像生產方法。

背景技術

三維建模是計算機視覺和計算機圖形學領域中的一個基本問題，而人臉憑借其特有的普遍性和易用性成為眾多專家學者進行三維建模的研究對象。人體頭像的建模就是把真實人體頭像的框架標準化，然后通過激光掃描儀和立體攝像機等三維數據獲得人體頭像的三維點云數據，再通過計算機對數據進行處理獲得人體頭像的3D幾何模型。現有技術中，瑞士初創公司Vizago推出的一種技術可以快速將二維頭像照片轉換成逼真的三維立體模型，該技術對照片要求較高，需要照片不能有扭曲，曝光度合適才能生成較逼真的三維模型，另外該技術不能處理頭發，生成的三維模型為光頭或者少量劉海(貼圖表現而非模型)，需要借助其他第三方軟件才能添加頭發及頭飾等。

故針對上述技術中存在的缺點及局限性，即不能精確地保特征且處理頭發的問題，本發明提出了保特征的人類三維頭像生產方法。

發明內容

為了解決上述現有技術中存在的問題，本發明提供一種保特征的人類三維頭像生產方法，為虛擬現實等三維應用軟件提供可供用戶自定義且含用戶部分特征的三維頭像，提高用戶在既定的三維場景中三維形象的辨識度，提升用戶體驗。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種保特征的人類三維頭像生產方法，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。

進一步地，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。

進一步地，所述步驟4中調整紋理顏色包括調整膚色、添加痣、除痣。

進一步地，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，